Падение напряжения на диодном мосте: Диодный мост, как его проверить

Диодный мост, как его проверить

Диодный мост — электрическое устройство, предназначенное для преобразования («выпрямления») переменного тока в пульсирующий (постоянный).

Диодный мост или, как его ещё называют, выпрямитель нужен для преобразования переменного тока в постоянный. Его используют везде, где нужно получить питание постоянным напряжением независимо от мощности прибора, потребляемого тока или величины напряжения.

Устройство

Для выпрямления однофазного напряжения используют схему Гретца из четырёх диодов. Если в схеме стоит трансформатор с отводом от средней точки используют схему из двух диодов.

Мостом называется именно включение четырёх диодов.

Диодный мост может быть выполнен в одном корпусе, а может быть из дискретных диодов, то есть отдельных. Входом диодного моста называют точки подключения переменного напряжения, а выходом – точки с которых снимают постоянное.

Переменное напряжение подают в точки, в которых соединены анод с катодом диодов. На выходе получают плюс и минус, при этом с точки соединения катодов снимают положительный полюс, т.е. плюс питания, а точка соединения анодов является минусом.

На приведенном рисунке изображена схема диодного моста, где мест подключения переменного напряжения обозначены “AC ~”, а выход постоянного “+” и “-“.

Некоторые новички наивно предполагают, исходя из принципа обратимости электрических машин, что подав постоянку на мост на оставшихся контактах они получат переменку. Это не так, это не электрическая машина и здесь нужен преобразователь.

На современных диодных мостах контакты помечены также: вход переменки “AC” или “~”, а выход по стоянки “+” и “-“. Совместим схему с изображением реального моста, чтобы разобраться, как это выглядит на практике.

Где устанавливают

Диодный мост обычно установлен на входе цепи питания, если выпрямляется сетевое напряжение 220В, такое решение применяется в импульсных блоках питания, в том числе компьютерного блока питания, устройство которого было рассмотрено в одной, из ранее выложенных на сайте . Либо во вторичной обмотке трансформатора, такое включение применяется в обычных блоках питания, например маломощной магнитолы для дома или старого телевизора.

В современных блоках питания чаще используются импульсные схемы, в них диодный мост выпрямляет именно сетевое напряжение, а трансформатором управляют полупроводниковые ключи (транзисторы).

Будьте осторожны:

Если диодный мост стоит на входе по линии 220В, то на его выходе пульсирующее или сглаженное (если есть фильтрующий конденсатор) постоянное по знаку напряжение амплитудой в 310В. В любом случае выпрямленное напряжение увеличивается, относительно переменного.

Тоже касается и остаточного заряда фильтрующих электролитических конденсаторов, они могут биться током, даже когда питание на плату блока питания не подаётся. Их нужно предварительно разряжать лампой накаливания или резистором.

Не стоит разряжать емкость закорачиванием железным инструментом: вас может ударить током, вы можете повредить конденсаторы или дорожки платы.

Приступим к проверке диодного моста

Я буду рассуждать на примере типовой ситуации. Есть нерабочее устройство и его нужно отремонтировать.

Вы решили отремонтировать устройство, при разборке увидели на плате перегоревший предохранитель, защитный резистор или дорожку на печатной плате.

После замены сгоревшего элемента и восстановления дорожки не спешите включать. Начинающие электронщики любят делать “жучки” вместо предохранителя, тогда, тем более, нельзя включать плату.

Если предохранитель вышел из строя не случайно, а из-за проблем на плате блока питания вы получите повторное перегорание предохранителя. А если вместо него поставили жучек, то это включение сопроводить зрелищный фейерверк, возможное повреждение провода или розетки, выбитые пробки и автоматы.

Если пробит диодный мост, то после предохранителя на плате будет КЗ. Чтобы проверить диодный мост на пробой без мультиметра пользуйтесь проверенным способом: подключайте сомнительные блоки пиатния, через лампу накаливания на 40-100 Вт 220В. Она выполнит роль ограничителя тока и плата не повредится, и предохранитель не перегорит. Лампу подключают в разрыв одного из питающих кабелей 220В.

сли диодный мост пробит – лампа засветится в полный накал.

Это достаточно приблизительный способ диагностики диодного моста без мультиметра. Лампа может засветиться и при исправном мосте, если КЗ находится в схеме после него. Проверить диодный мост на обрыв без мультиметра можно и с помощью индикаторной отвёртки, на его выходе, как уже было сказано, должно быть высокое напряжение, если он установлен на линии 220В, неоновый индикатор в отвёртке должен засветиться.

Проверка диодного моста мультиметром

Любую деталь в электрической схеме нужно выпаивать перед её проверкой и прозвонкой. Можно, конечно, проверить и на плате, но есть вероятность получить ложные результаты измерений.

Также если вы будете прозванивать мост со стороны дорожек и контактных площадок на плате, есть вероятность отсутствия электрического контакта при визуально нормальной пайке. В тоже время, если диодный мост собран на плате из отдельных диодов, его зачастую удобно проверять, не выпаивая из плат, с её лицевой стороны. В таком случае вы получаете удобный доступ к металлическим ножкам диода.

Вам понадобится любой цифровой мультиметр, например самый дешёвый и распространенный типа dt-830. Включите режим прозвонки диодов, вы его можете найти по пиктограмме с условным его обозначением.

Часто этот режим совмещён с режимом звуковой прозвонки. Любая прозвонка и большинство омметров состоит из пары щупов, один из которых является плюсом, а второй – минусом. На мультиметра чаще всего красный щуп принимается за плюс, а чёрный за минус.

Как известно – диод проводит ток в одну сторону. При этом протекание тока возможно только при подключении положительного щупа (плюса) к аноду, а отрицательного к катоду. Тогда при проверке мультиметром в этом режиме силового кремниевого диода на дисплее отображаются цифры в диапазоне 500…700.

Это количество милливольт, которое падает на pn-переходе.

Если вы увидели эти значения – диод уже наполовину исправен. Если цифры большие или у левой стороны экрана появилась единица и больше ничего – диод в обрыве. Если сработала звуковая прозвонка или на экране около 0 – диод пробит.

Теперь нужно определить, не проходит ли ток в обратном направлении. Для этого меняем щупы местами, на экране либо должно быть значение много больше 1000, порядка 1500, либо единица у левой стороны экрана – так обозначается большое значение, выходящее за пределы измерений. Если значения маленькие – диод неисправен, он пробит.

Если оба замера совпали с описанными – с диодом все в порядке.

Таким образом проверяют диодный мост из отдельных диодов.

У диодов Шоттки падение напряжения от 0.3В, то есть при проверке на экране мультиметра высветится цифра порядка 300-500.

Если поменять щупы местами – красный на катод, а черный на анод, на экране будет либо единица, либо значение более 1000 (порядка 1500). Такие измерения говорят о том, что диод исправен, если в одном из направлений измерения отличаются, значит, диод неисправен.

Например, сработала прозвонка – диод пробит, в обоих направлениях высокие значения (как при обратном включении) – диод оборван.

Проверка диодного моста в корпусе мультиметром

Я начал статью с описания точек, куда подключается переменка и откуда снимается постоянка неспроста. Это поможет при его проверке, давайте разберемся!

Сразу оговорюсь, что черный щуп вставлен в разъём “COM” на мультиметре.

Ставим черный щуп мультиметра на контакт, помеченный как “+”, а красным попеременно касаемся контактов “~” к которым подключают переменное напряжение по очереди. В обоих случаях на экране вы должны увидеть падение напряжения на прямовключенном pn-переходе, т.е. цифры около 600, если диод исправен. Поменяв щупы местами, если выпрямитель исправен, вы увидите большие значения или единицу.

На некоторых мультиметрах вместо единицы используют символы 0L.

Проверяем вторую пару диодов. Для этого красный щуп ставим на вывод “-” диодного моста, а красным по очереди касаемся выводов “~”, вы должны увидеть на экране мультиметра значения прямого падения – около 600 при касании любого из контактов со знаком “~” (AC). Меняем щупы местами – на экране больше значения или бесконечность. Если что-то отличается, то диодный мост нужно заменить.

Быстрая проверка диодного моста

Иногда возникает необходимость экспресс проверки диодного моста, это можно сделать тремя касаниями щупов мультиметра к мосту. Можно проводить её не выпаивая мост из платы.

Первое положение щупов: ставим оба щупа между выводами для подключения переменного напряжения (на вход) “~”. Если диодный мост пробит – сработает прозвонка, а если её нет, то на экране мультиметра значения устремятся к нулю.

Второе положение щупов: красный щуп ставим на вывод со знаком “-“, а черный на вывод со знаком “+”, если диоды исправны – на экране мультиметра будут цифры в двое больше прямого падения на диоде, то есть 1200-1400 мВ. Если на экране около 600 – значит один диод пробит, и вы видите падение напряжения на одном оставшемся.

На рисунке ниже вы видите, как течет ток при такой проверке подумайте, почему получаются такие результаты.

Однако если один из диодов в обрыве ток потечет по уцелевшей ветви и на экране будут условно-исправные значения.

Третье положение щупов – красный щуп на вывод со знаком “-“, а черный на вывод со знаком “+”, тогда на экране мультиметра будут такие же результаты как при проверке диода подключенного в обратном направлении (бесконечность). Если сработала прозвонка или на экране маленькие значения (от нуля до сотен) – значит, мост пробит.

Такая проверка эффективна, но не даст такой достоверности как описанная в предыдущем пункте статьи. Если устройство все равно не работает и на выходе диодного моста отсутствует напряжение, то выпаяйте мост и повторно проверьте его. 

Проверка другими средствами

Если у вас нет мультиметра, но у вас есть советский тестер или, как его еще называют “цешка” или какой-нибудь Омметр с пределом измерения до десятка кОм можно использовать и эти стрелочные приборы.

Логика проверки такая же самая, только в прямом включении стрелка будет указывать низкие сопротивления, а в обратном включении диода – высокое.

Если у вас и этого нет – вам поможет любая батарейка или несколько батареек с выходным напряжением больше пары вольт и лампочка накаливания (можно и светодиодом и кроной, батарейкой на 9В). Взгляните на картинку, и вам все станет ясно.

Заключение

Проверка диодного моста – базовый навык для тех, кто занимается ремонтом радиоэлектронной аппаратуры и электроприборов и для тех, кто хочет этому научиться. Для этого нужен минимальный набор инструментов, но хорошие понимание не только способа проверки, а и самой логики работы моста.

Использование мультиметра, цешки или прозвонки не меняет конечного результата при правильном проведении измерений. Однако на моей практике случалось так, что прибор показывал исправность диодного моста, а в реальности он не работал.

Возможно он “пробивался” под большим напряжением, чем на клеммах прибора, которым я проводил проверку. Поэтому самым точным способом “посмотреть” процессы, происходящие в схеме – это осциллограф.

В автоэлектрике, например по одной только осциллограмме напряжения в линии можно определить исправность диодного моста генератора, причем специалист может даже определить, что конкретно произошло – пробой или обрыв.

Ранее ЭлектроВести писали, что команда ученых из Херсона построила уникальный плавучий ветрогенератор мощностью 10 кВт-ч.

По материалам: electrik.info.

На какой ток и напряжение должен быть рассчитан диодный мост или диоды для выпрямителя.

Начну с того, что напомню, что диоды являются полупроводниками. Они имеют прямое и обратное включение. При прямом своем включении на них подается постоянное напряжение такой же полярности, то есть к плюсу диода (аноду) подключается плюс питания, ну, а на минус диода (катоду) подключается минус питания. В этом случае полупроводник будет пропускать через себя ток, он будет открыт. При этом на нем образуется некоторое падение напряжения около 0,3-1,2 вольта.

С увеличением подаваемого напряжения расти будет только сила тока, проходящего через диод. Напряжение при прямом включении будет оставаться практически неизменным (его изменение можно считать крайне незначительным). При обратном включении диода на его плюс (анод) подается уже минус питания, а на минус диода (катод) подается плюс питания. При таком варианте подключения диод находится в закрытом состоянии, он не пропускает через себя ток. На нем будет оседать все то напряжение, что подается от источника питания.

Ну, а теперь ближе к нашей теме, на какой именно ток и напряжение должен быть рассчитан диодный мост или диоды для него. Каждый тип диодов, мостов имеет свои максимальные значения тока при прямом включении и максимальные обратные напряжения. То есть, это те значения, не превышая которые полупроводник будет гарантированно работать в своем нормальном режиме. Вероятность его пробоя и последующего выхода из строя минимальна. Если же действующие значения прямого тока и обратного напряжения будут больше максимально допустимых, то скорей всего диод еще будет продолжать работать, но вероятность его поломки очень сильно возрастает. Достаточно будет незначительного всплеска или перепада тока или напряжения, чтобы вывести полупроводник из строя. Хотя тут нужно учитывать, что более качественные компоненты могут выдержать такую перегрузку, чего не скажешь о дешевых копиях и подделках.

По нормальному при покупке диодов и диодных мостов, выпрямителей нужно чтобы был минимум 25% запас, как по прямому току, так и по обратному напряжению. А поскольку пользы от запаса будет больше, чем затраты по деньгам, то лучше этот самый запас основных характеристик полупроводников делать 50% или даже 100%. В этом случае вы точно будете знать, что ваш диод, диодный мост вполне справиться не только с действующим током и напряжением, а и без особых перегрузок выдерживает случайные всплески, скачки электроэнергии. Иными словами говоря. Ваш блок питания рассчитан на максимальный ток до 3 А. Значит в этот БП нужно поставить диоды на мост с максимальным током 4-6 А. Также и с обратным напряжением. И старайтесь приобретать именно качественные элементы, от хороших фирм производителей, поскольку они более надежны в своей работе.

Также стоит брать во внимание тот факт, что существует два вида пробоя диодов и диодных мостов, это тепловой и электрический. Тепловой пробой случается по причине чрезмерного перегрева полупроводника. Большинство полупроводников сделаны из кремния, у которого критическая температура лежит в пределах 150-180 °C. То есть, при этих значениях кремний просто начинает безвозвратно разрушаться. Максимально допустимым значением, при котором кремниевые полупроводники могут нормально работать это температуры  до 60-80 °C. Причем это еще связано и с тем, что при увеличении температуры на полупроводнике его рабочие характеристики ухудшаются, что также стоит учитывать. Нагрев полупроводников вызывает именно протекание больших токов. Величина напряжения косвенно может влиять на количество тепловыделения. Для снижения температуры, когда диодам и выпрямительным мостам приходится работать с большими токами, используют дополнительные охлаждающие радиаторы. В особых случаях даже ставятся вентиляторы, для охлаждения имеющегося радиатора.

Электрический пробой происходит из-за чрезмерного обратного напряжения, что возникает при обратном включении полупроводника. То есть, если тепловой пробой возникает из-за большого тока, то электрический пробой возникает из-за большого напряжения. В некоторых случаях полупроводник восстанавливает свою работоспособность после снятия с него питания и повторного включения схемы. Но при значительных повреждениях полупроводник может уже не работать. Он либо становиться полным диэлектриком либо полным проводником. В этом случае вернуть работоспособность схемы поможет только полная замена пробитых полупроводников.

Также величину максимального тока и обратного напряжения имеющегося диода или диодного моста можно увеличить путем добавления дополнительных полупроводников. То есть, если мы параллельно диоду или мосту припаять еще один такой же диод или мост, то их максимальные токи суммируются. Мы получим увеличенное значение максимального прямого тока, что способны выдержать эти полупроводники, работая вместе. Чтобы увеличить обратное напряжение, то диоды нужно в мосте уже спаивать последовательно, с тем же направлением, что и у имеющегося полупроводника. После такого соединения обратные напряжения также суммируются. При таких параллельных и последовательных соединениях полупроводников нужно чтобы компоненты были одинакового типа.

P.S. Кроме максимальных значений прямого тока и обратного напряжения нужно учитывать и другие не менее важные характеристики, такие как рабочая частота полупроводника, температурные отклонения характеристик, величина падения напряжения при прямом включении и т.д. И еще раз повторюсь, при покупке диодов и диодных мостов обязательно делайте запас по их максимальным значениям главных характеристик, как минимум от 25% и выше.

назначение и изготовление своими руками. Особенности диодных мостов и их применение

Диодный мост — простейшая схема, которая преобразует переменный ток в постоянный. Она используется практически во всей современной электронике, поэтому грамотный мастер должен понимать и уметь его ремонтировать. В российских розетках частота тока 50 Герц, и чтобы выровнять его для работы оборудования и применяют это нехитрое устройство.

Давайте разберем, как работает данное устройство. Оно собирается из диодов — элементов, пропускающих ток в одну сторону. Современные диоды являются полупроводниковыми устройствами небольшого размера — в этой статье мы не будем разбирать их особенности и маркировку, а поговорим только о том, как работает диодный мост.

Состав и принцип работы диода

У диода имеется два контакта — анод и катод. Ток течет от анода к катоду практически с нулевым сопротивлением. Но если ситуация меняется и ток подается на катод, то противоположное сопротивление не дает ему пробиться через элемент (ток практически равен нулю и в большинстве случаев им можно пренебречь). Схему работы вы можете увидеть на приведенном выше рисунке.

Упрощенная схема

Вы уже знаете, что такое диодный мост, поэтому рассмотрим простейший принцип его работы. Когда переменный ток попадает на анод Uвх, оно проходит через положительные полупериоды, тогда как отрицательные полностью удаляются. При этом выходное напряжение, обозначенное с правой стороны под аббревиатурой Uвых, не является выпрямленным, хоть и проходит в одном направлении. Его частота равна тем же 50 Герц, или 50 пикам в секунду.

Чтобы сгладить эти пики к схеме подключается конденсатор высокой емкости. Получается выпрямительный диодный мост —на пике конденсатор заряжается, а на падении отдает заряд в сеть. Это позволяет частично сгладить график частоты и выровнять его, выведя на постоянное значение.

Подобная схема соединения диода и конденсатора носит название однополупериодной и не является достаточной для выравнивания тока в современных устройствах. У нее есть серьезные недостатки:

1. Нормально выровнять пульсации до настоящей прямой невозможно.
2. У схемы довольно малый коэффициент полезного действия.
3. Нерациональное использование трансформатора, чересчур большой вес устройства.

Эти системы сегодня практически не используют или применяют их для маломощных устройств. Более логичные и надежные схемы называются двухполупериодными. Их основное достоинство — возможность инвертировать нижние волны в верхние. Именно подобные системы и называют диодным мостом.

Классический диодный мост

Стандартная содержит в себе вместо одного диода и конденсатора четыре диода, объединенных изображенным на рисунке способом. Его можно условно разбить на два полупериода. В каждом полупериоде находится два диода, работающих в одном направлении, и два — запрещающих проход тока. Положительное напряжение приходит на анод VD1, отрицательное на катод VD3. Данные диоды открываются, а VD2 и VD4 – закрываются.

Когда положительный полупериод заменяется на отрицательный, происходит смена работоспособности. Положительное напряжение приходит на анод VD2, отрицательное – на катодный выход VD4. Происходит смена направлений, но ток идет в нужном направлении. Получается, что в подобной схеме частота возрастает в два раза, за счет чего удается добиться лучшего сглаживания, используя идентичный с первой схемой конденсатор. Благодаря этому возрастает коэффициент полезного действия устройства и падают возможные потери.

Принцип работы классического моста

Изучая, не забывайте о том, что не обязательно спаивать его из четырех микроэлементов и подбирать соответствующий конденсатор. В большинстве случаев можно приобрести готовое решение в магазине, с подобранными параметрами и известными характеристиками. Достоинства подобной сборки в маленьких размерах, единых тепловых режимах и небольшом весе. Основной недостаток в том, что если выходит из строя один элемент, то приходится менять весь узел .

Трехфазный мост

Теперь, когда вы знаете, для чего нужен диодный мост и что он собой представляет, рассмотрим более сложную трехфазную схему, выдающую пульсирующий ток. Он максимально близок к постоянному и подходит для использования в приборах, требующих стабильную подачу. Вход этой системы присоединяется к источнику, подающему трехфазное питание (разумеется речь идет о переменном токе). Это может быть трансформатор или генератор. На выходе системы оказывается практически идеальный постоянный ток, который можно легко сгладить.

Схема выпрямителя

Чтобы сделать качественный двухполупериодный выпрямитель из схемы подключения диодного моста с конденсатором, изучите наш рисунок. В данном случае выпрямляется ток, который снимается с понижающей трансформаторной обмотки. Выравнивание происходит за счет электролитического конденсатора на 5-10 тысяч микрофарад, заряжающегося и отдающего заряд в сеть. В схему также введен дополнительный резистор, который выпрямляет ток при холостой работе. Чем выше нагрузка, тем меньше напряжение на выходе, поэтому к нему подсоединяют стабилизатор на классических транзистора х.

Диодный мост — электрическая схема, предназначенная для преобразования переменного тока в постоянный импульсный. Изобретение схемы в 1897 году приписывается немецкому физику Лео Гретцу, хотя англоязычные источники утверждают, что ещё в 1895 году диодный мост создал «польский Эдисон» — электротехник Карол Поллак. Наибольшее распространение схема получила после широкого внедрения полупроводниковых диодов.

Принцип действия этого типа выпрямительного устройства основан на свойстве полупроводникового диода пропускать электроток в одном направлении и не пропускать в другом. Так, если мы правильно подключим плюс и минус, через устройство пойдёт ток. Поменяем плюс и минус местами — движения не будет.

Переменный ток отличается тем, что в течение одного полупериода он движется в одном направлении, а в течение второго — в противоположном. И если просто включить в цепь один диод, то он будет работать «с пользой» только в течение одного полупериода. А если соединить диоды так, чтобы использовать оба полупериода? Благодаря этой идее и появились мостовые выпрямители.

Схема диодного моста—выпрямителя довольно проста и может быть собрана своими руками. Он состоит из четырёх диодов, соединённых в виде квадрата. На два противолежащих угла подаётся переменный ток от генератора. С двух других противолежащих углов снимается постоянный. В первый полупериод открываются два диода, выпрямляя полуволну переменного тока. Во второй полупериод открываются два других диода, преобразуя вторую полуволну. В итоге на выходе получается постоянный ток с частотой импульсов в два раза выше, чем частота переменного тока.

Преимущества и недостатки схемы

1. Для использования выпрямленного тока импульсная составляющая должна быть сглажена с помощью фильтра—конденсатора. Чем выше частота, тем лучше проходит процесс сглаживания. Поэтому удвоение частоты в мостовой схеме является преимуществом.
2. Двухполупериодное выпрямление позволяет лучше использовать мощность питающего трансформатора и за счёт этого уменьшить его размеры.

Недостатки .

1. Удвоенное падение напряжения по сравнению с однополупериодным выпрямителем.
2. Удваиваются потери мощности на рассеяние тепла. Для снижения потерь в мощных низковольтных схемах используются диоды Шоттки с малым падением напряжения.
3. При выходе из строя одного из диодов моста выпрямительное устройство будет работать, однако его параметры будут отличаться от нормальных. Это, в свою очередь, может негативно сказаться на работе систем, запитанных от выпрямителя.

Использование и применение

Сегодня мосты широко применяются во всех случаях, когда используется постоянный ток — от мобильных телефонов, до автомобилей. Промышленность выпускает большое количество выпрямительных устройств, выполненных по мостовой схеме. Поэтому подобрать нужный мостик не составляет труда при условии ясного понимания, зачем он приобретается и какие функции будет выполнять.

Конструктивно выпрямители могут быть выполнены на отдельных диодах либо в виде единого блока. В первом случае при повреждении одного из диодов можно произвести замену. Для этого надо знать, как прозвонить диодный мост. Проверка проводится в виде последовательного перебора всех диодов на пропускание тока в прямом и обратном направлении. В качестве индикатора можно использовать как обычную лампочку, так и прибор, измеряющий силу тока или сопротивление.

Несмотря на доступность фабричных выпрямителей, многих интересует, как сделать диодный мост на 12 вольт самостоятельно. Дело в том, что 12 вольт — наиболее распространённое напряжение для питания многих устройств, например, персональных компьютеров. А стремление собрать выпрямитель самостоятельно зачастую вполне оправданно. Ведь большинство недорогих блоков питания, которые можно приобрести, не соответствуют заявленным параметрам по току и мощности.

Конечно, самодельный блок вряд ли будет выглядеть как фабричный, зато позволит произвести подключение устройств в полном соответствии с нужными параметрами.

Несмотря на то что выпрямительный мостик не является сложной схемой, его сборка требует не только умения спаять детали, но и правильно рассчитать их параметры. Прежде всего потребуется силовой трансформатор, понижающий напряжение до 10 вольт. Дело в том, что выходное напряжение моста выше входного примерно на 18 процентов. Поэтому если подать на выпрямитель 12 вольт переменного тока, то получим 14−15 вольт постоянного тока, а это может быть опасным для устройств, рассчитанных на 12 вольт.

Далее, нужно подобрать диоды, рассчитанные на двукратный запас по току. Так, если предполагается, что выпрямитель должен обеспечить ток силой в 5 ампер, то диоды должны выдерживать не менее 10 ампер. Двукратный запас должен иметь и конденсатор, но по напряжению. А для того чтобы лучше сглаживать выпрямленный ток, он должен иметь большую ёмкость. Поэтому оптимальным является электролитический конденсатор, рассчитанный на напряжение 25 вольт, ёмкостью от 2000 микрофарад. Все эти детали остаётся правильно соединить и проверить выходные параметры с помощью приборов.

Мост бывает через реку, через овраг, а также через дорогу. Но приходилось ли Вам слышать словосочетание “диодный мост”? Что за такой мост? А вот на этот вопрос мы с вами попробуем найти ответ.

Словосочетание “диодный мост” образуется от слова “диод”. Получается, диодный мост должен состоять из диодов. Но если в диодном мосту есть диоды, значит, в одном направлении диод будет пропускать , а в другом нет. Это свойство диодов мы использовали, чтобы определить их работоспособность. Кто не помнит, как мы это делали, тогда вам сюда. Поэтому мост из диодов используется, чтобы из переменного напряжение получать постоянное напряжение .

А вот и схема диодного моста:

Иногда в схемах его обозначают и так:

Как мы с вами видим, схема состоит из четырех диодов. Но чтобы схемка диодного моста заработала, мы должны правильно соединить диоды, и правильно подать на них переменное напряжение. Слева мы видим два значка “~”. На эти два вывода мы подаем переменное напряжение, а снимаем постоянное напряжение с других двух выводов: с плюса и минуса.

Для того, чтобы превратить переменное напряжение в постоянное можно использовать один диод для выпрямления, но не желательно. Давайте рассмотрим рисунок:

Переменное напряжение изменяется со временем. Диод пропускает через себя напряжение только тогда, когда напряжение выше нуля, когда же оно становится ниже нуля, диод запирается. Думаю все элементарно и просто. Диод срезает отрицательную полуволну, оставляя только положительную полуволну, что мы и видим на рисунке выше. А вся прелесть этой немудреной схемки состоит в том, что мы получаем постоянное напряжение из переменного. Вся проблема в том, что мы теряем половину мощности переменного напряжения . Ее тупо срезает диод.

Чтобы исправить эту ситуацию, была разработана схемка диодного моста. Диодный мост “переворачивает” отрицательную полуволну, превращая ее в положительную полуволну. Тем самым мощность у нас сохраняется. Прекрасно не правда ли?

На выходе диодного моста у нас появляется постоянное пульсирующее напряжение с частой в два раза больше, чем частота сети: 100 Гц.

Думаю, не надо писать, как работает схема, Вам все равно это не пригодится, главное запомнить, куда цепляется переменное напряжение, а откуда выходит постоянное пульсирующее напряжение.

Давайте же на практике рассмотрим, как работает диод и диодный мост.

Для начала возьмем диод.

Я его выпаял из блока питания компа. Катод можно легко узнать по полоске. Почти все производители показывают катод полоской или точкой.

Чтобы наши опыты были безопасными, я взял понижающий трансформатор, который из 220 Вольт трансформирует 12 Вольт. Кто не знает как он это делает, можете прочитать статью устройство трансформатора.

На первичную обмотку цепляем 220 Вольт, со вторичной снимаем 12 Вольт. Мультик показывает чуть больше, так как ко вторичной обмотке не подцеплена никакая нагрузка. Трансформатор работает на так называемом “холостом ходу”.

Давайте же расмотрим осциллограмму, которая идет со вторичной обмотки транса. Максимальную амплитуду напряжение нетрудно посчитать. Если не помните как расчитать, можно глянуть статейку Осциллограф. Основы эксплуатации. 3,3х5= 16.5В – это максимальное значение напряжения. А если разделить максимальное значение амплитуда на корень из двух, то получим где то 11.8 Вольт. Это и есть действующее значение напряжения. Осцилл не врет, все ОК.

Еще раз повторюсь, можно было использовать и 220 Вольт, но 220 Вольт – это не шутки, поэтому я и понизил переменное напряжение.

Припаяем к одному концу вторичной обмотки транса наш диод.

Цепляемся снова щупами осцилла

Смотрим на осцилл

А где же нижняя часть изображения? Ее срезал диод. Диод оставил только верхнюю часть, то есть та, которая положительная. А раз он срезал нижнюю часть, то он следовательно срезал и мощность.

Находим еще три таких диода и спаиваем диодный мост.

Цепляемся ко вторичной обмотке транса по схеме диодного моста.

С двух других концов снимаем постоянное пульсирующее напряжение щупами осцилла и смотрим на осцилл.

Вот, теперь порядок, и мощность у нас никуда не пропала:-).

Чтобы не замарачиваться с диодами, разработчики все четыре диода вместили в один корпус. В результате получился очень компактный и удобный диодный мост. Думаю, вы догадаетесь, где импортный, а где советский))).

А вот и советский:

А как Вы догадались? 🙂 Например, на советском диодном мосте, показаны контакты, на которые надо подавать переменное напряжение (значком ” ~ “), и показаны контакты, с которых надо снимать постоянное пульсирующее напряжение (“+” и “-“).

Давайте проверим импортный диодный мост. Для этого цепляем два его контакта к переменке, а с двух других контактов снимаем показания на осцилл.

А вот и осциллограмма:

Значит импортный диодный мостик работает чики-пуки.

В заключении хотелось бы добавить, что диодный мост используется почти во всей радиоаппаратуре, которая кушает напряжение из сети, будь то простой телевизор или даже зарядка для сотового телефона. Проверяются диодный мост исправностью всех его диодов.

Итак, дорогие мои, мы собрали нашу схемку и пришло время ее проверить, испытать и нарадоваться сему счастью. На очереди у нас – подключение схемы к источнику питания. Приступим. На батарейках, аккумуляторах и прочих прибамбасах питания мы останавливаться не будем, перейдем сразу к сетевым источникам питания. Здесь рассмотрим существующие схемы выпрямления, как они работают и что умеют. Для опытов нам потребуется однофазное (дома из розетки) напряжение и соответствующие детальки. Трехфазные выпрямители используются в промышленности, мы их рассматривать также не будем. Вот электриками вырастете – тогда пожалуйста.

Источник питания состоит из нескольких самых важных деталей: Сетевой трансформатор – на схеме обозначается похожим как на рисунке,

Выпрямитель – его обозначение может быть различным. Выпрямитель состоит из одного, двух или четырех диодов, смотря какой выпрямитель. Сейчас будем разбираться.

а) – простой диод.
б) – диодный мост. Состоит из четырех диодов, включенных как на рисунке.
в) – тот же диодный мост, только для краткости нарисован попроще. Назначения контактов такие же, как у моста под буквой б).

Конденсатор фильтра. Эта штука неизменна и во времени, и в пространстве, обозначается так:

Обозначений у конденсатора много, столько же, сколько в мире систем обозначений. Но в общем они все похожи. Не запутаемся. И для понятности нарисуем нагрузку, обозначим ее как Rl – сопротивление нагрузки. Это и есть наша схема. Также будем обрисовывать контакты источника питания, к которым эту нагрузку мы будем подключать.

Далее – пара-тройка постулатов.
– Выходное напряжение определяется как Uпост = U*1.41. То есть если на обмотке мы имеем 10вольт переменного напряжения, то на конденсаторе и на нагрузке мы получим 14,1В. Примерно так.
– Под нагрузкой напряжение немного проседает, а насколько – зависит от конструкции трансформатора, его мощности и емкости конденсатора.
– Выпрямительные диоды должны быть на ток в 1,5-2 раза больше необходимого. Для запаса. Если диод предназначен для установки на радиатор (с гайкой или отверстие под болт), то на токе более 2-3А его нужно ставить на радиатор.

Так же напомню, что же такое двуполярное напряжение. Если кто-то подзабыл. Берем две батарейки и соединяем их последовательно. Среднюю точку, то есть точку соединения батареек, назовем общей точкой. В народе она известна так же как масса, земля, корпус, общий провод. Буржуи ее называют GND (ground – земля), часто ее обозначают как 0V (ноль вольт). К этому проводу подключаются вольтметры и осциллографы, относительно нее на схемы подаются входные сигналы и снимаются выходные. Потому и название ее – общий провод. Так вот, если подключим тестер черным проводом в эту точку и будем мерить напряжение на батарейках, то на одной батарейке тестер покажет плюс1,5вольта, а на другой – минус1,5вольта. Вот это напряжение +/-1,5В и называется двуполярным. Обе полярности, то есть и плюс, и минус, обязательно должны быть равными. То есть +/-12, +/-36В, +/-50 и т.д. Признак двуполярного напряжения – если от схемы к блоку питания идут три провода (плюс, общий, минус). Но не всегда так – если мы видим, что схема питается напряжением +12 и -5, то такое питание называется двухуровневым, но проводов к блоку питания будет все равно три. Ну и если на схему идут целых четыре напряжения, например +/-15 и +/-36, то это питание назовем просто – двуполярным двухуровневым.

Ну а теперь к делу.

1. Мостовая схема выпрямления.
Самая распространенная схема. Позволяет получить однополярное напряжение с одной обмотки трансформатора. Схема обладает минимальными пульсациями напряжения и несложная в конструкции.

2. Однополупериодная схема.
Так же, как и мостовая, готовит нам однополярное напряжение с одной обмотки трансформатора. Разница лишь в том, что у этой схемы удвоенные пульсации по сравнению с мостовой, но один диод вместо четырех сильно упрощает схему. Используется при небольших токах нагрузки, и только с трансформатором, намного большим мощности нагрузки, т.к. такой выпрямитель вызывает одностороннее перемагничивание трансформатора.

3. Двухполупериодная со средней точкой.
Два диода и две обмотки (или одна обмотка со средней точкой) будут питать нас малопульсирующим напряжением, плюс ко всему мы получим меньшие потери в сравнении с мостовой схемой, потому что у нас 2 диода вместо четырех.

4. Мостовая схема двуполярного выпрямителя.
Для многих – наболевшая тема. У нас есть две обмотки (или одна со средней точкой), мы с них снимаем два одинаковых напряжения. Они будут равны, пульсации будут малыми, так как схема мостовая, напряжения на каждом конденсаторе считается как напряжение на каждой обмотке помножить на корень из двух – всё, как обычно. Провод от средней точки обмоток выравнивает напряжения на конденсаторах, если нагрузки по плюсу и по минусу будут разными.

5. Схема с удвоением напряжения.
Это две однополупериодные схемы, но с диодами, включенными по разному. Применяется, если нам надо получить удвоенное напряжение. Напряжение на каждом конденсаторе будет определяться по нашей формуле, а суммарное напряжение на них будет удвоенным. Как и у однополупериодной схемы, у этой так же большие пульсации. В ней можно усмотреть двуполярный выход – если среднюю точку конденсаторов назвать землей, то получается как в случае с батарейками, присмотритесь. Но много мощности с такой схемы не снять.

6. Получение разнополярного напряжения из двух выпрямителей.
Совсем не обязательно, чтобы это были одинаковые блоки питания – они могут быть как разными по напряжению, так и разными по мощности. Например, если наша схема по +12вольтам потребляет 1А, а по -5вольтам – 0,5А, то нам и нужны два блока питания – +12В 1А и -5В 0,5А. Так же можно соединить два одинаковых выпрямителя, чтобы получить двуполярное напряжение, например, для питания усилителя.

7. Параллельное соединение одинаковых выпрямителей.
Оно нам дает то же самое напряжение, только с удвоенным током. Если мы соединим два выпрямителя, то у нас будет двойное увеличение тока, три – тройное и т.д.

Ну а если вам, дорогие мои, всё понятно, то задам, пожалуй, домашнее задание. Формула для расчета емкости конденсатора фильтра для двухполупериодного выпрямителя:

Для однополупериодного выпрямителя формула несколько отличается:

Двойка в знаменателе – число “тактов” выпрямления. Для трехфазного выпрямителя в знаменателе будет стоять тройка.

Во всех формулах переменные обзываются так:
Cф – емкость конденсатора фильтра, мкФ
Ро – выходная мощность, Вт
U – выходное выпрямленное напряжение, В
f – частота переменного напряжения, Гц
dU – размах пульсаций, В

Для справки – допустимые пульсации:
Микрофонные усилители – 0,001…0,01%
Цифровая техника – пульсации 0,1…1%
Усилители мощности – пульсации нагруженного блока питания 1…10% в зависимости от качества усилителя.

Эти две формулы справедливы для выпрямителей напряжения частотой до 30кГц. На бОльших частотах электролитические конденсаторы теряют свою эффективность, и выпрямитель рассчитывается немного не так. Но это уже другая тема.

Во многих электронных приборах, работающих при переменном токе в 220 вольт устанавливаются диодные мосты. Схема диодного моста на 12 вольт позволяет эффективно выполнять функцию по выпрямлению переменного тока . Это связано с тем, что для работы большинства приборов используется постоянный ток.

Как работает диодный мост

Переменный ток, имеющий определенную меняющуюся частоту, подается на входные контакты моста. На выходах с положительным и отрицательным значением образуется однополярный ток, обладающий повышенной пульсацией, значительно превышающей частоту тока, подаваемого на вход.

Появляющиеся пульсации нужно обязательно убрать, иначе электронная схема не сможет нормально работать. Поэтому, в схеме присутствуют специальные фильтры, представляющие собой электролитические с большой емкостью.

Сама сборка моста состоит из четырех диодов с одинаковыми параметрами. Они соединены в общую схему и размещаются в общем корпусе.

Диодный мост имеет четыре вывода. К двум из них подключается переменное напряжение, а два остальных являются положительным и отрицательным выводом пульсирующего выпрямленного напряжения.

Выпрямительный мост в виде диодной сборки обладает существенными технологическими преимуществами. Таким образом, на печатную плату устанавливается сразу одна монолитная деталь. Во время эксплуатации, для всех диодов обеспечивается одинаковый тепловой режим. Стоимость общей сборки ниже четырех диодов в отдельности. Однако, данная деталь имеет серьезный недостаток. При выходе из строя хотя-бы одного диода, вся сборка подлежит замене. При желании, любая общая схема может быть заменена четырьмя отдельными деталями.

Применение диодных мостов

В любых приборах и электронике, для питания которых используется переменный электрический ток, присутствует схема диодного моста на 12 вольт. Ее используют не только в трансформаторных, но и в импульсных выпрямителях. Наиболее характерным импульсным блоком является блок питания компьютера.

Кроме того диодные мосты применяются в люминесцентных компактных лампах или в энергосберегающих лампах . Они дают очень хороший эффект при использовании их в пускорегулирующих электронных аппаратах . Широко применяются и во всех моделях современных аппаратов.

Как сделать диодный мост

Преобразовать переменный ток в постоянный поможет диодный мост – схема и принцип действия этого устройства приводятся ниже. В обычной осветительной цепи течет переменный ток, который 50 раз в течение одной секунды меняет свою величину и направление. Его превращение в постоянный – достаточно часто встречающаяся необходимость.

Принцип действия полупроводникового диода

Рис. 1

Название описываемого устройства ясно указывает, что эта конструкция состоит из диодов – полупроводниковых приборов, хорошо проводящих электричество в одном направлении и практически не проводящих его в противоположную сторону. Изображение этого прибора (VD1) на принципиальных схемах приведено на рис. 2в. Когда ток по нему течет в прямом направлении – от анода (слева) к катоду (справа), сопротивление его мало. При изменении направления тока на противоположное сопротивление диода многократно возрастает. В этом случае через него течет мало отличающийся от нуля обратный ток.

Поэтому при подаче на цепочку, содержащую диод, переменного напряжения U вх (левый график), электричество через нагрузку течет только в течение положительных полупериодов, когда к аноду приложено положительное напряжение. Отрицательные полупериоды «срезаются», и ток в сопротивлении нагрузки в это время практически отсутствует.

Строго говоря, выходное напряжение U вых (правый график) является не постоянным, хотя и течет в одном направлении, а пульсирующим. Нетрудно понять, что количество его импульсов (пульсаций) за одну секунду равно 50. Это не всегда допустимо, но пульсации можно сгладить, если подсоединить параллельно нагрузке конденсатор, имеющий достаточно большую емкость. Заряжаясь во время импульсов напряжения, в промежутках между ними конденсатор разряжается на сопротивление нагрузки. Пульсации сглаживаются, а напряжение становится близким к постоянному.

Изготовленный в соответствии в этой схемой выпрямитель называется однополупериодным, поскольку в нем используется лишь один полупериод выпрямленного напряжения. Наиболее существенные недостатки такого выпрямителя следующие:

• повышенная степень пульсаций выпрямленного напряжения;
• низкий КПД;
• большой вес трансформатора и его нерациональное использование.

Поэтому применяются такие схемы только для питания устройств малой мощности. Для исправления этой нежелательной ситуации разработаны двухполупериодные выпрямители, которые превращают отрицательные полуволны в положительные. Сделать это можно по-разному, но самый простой способ – использование диодного моста.

Рис. 2

Диодный мост – схема двухполупериодного выпрямления, содержащая 4 диода вместо одного (рис. 2в). В каждом полупериоде два из них открыты и пропускают электричество в прямом направлении, а два других закрыты, и ток через них не течет. Во время положительного полупериода положительное напряжение приложено к аноду VD1, а отрицательное – к катоду VD3. В результате оба этих диода открыты, а VD2 и VD4 – закрыты.

Во время отрицательного полупериода положительное напряжение приложено к аноду VD2, а отрицательное – к катоду VD4. Эти два диода открываются, а открытые во время предыдущего полупериода закрываются. Ток через сопротивление нагрузки течет в том же направлении. В сравнении с однополупериодным выпрямителем количество пульсаций возрастает вдвое. Результат – более высокая степень сглаживания при той же емкости конденсатора фильтра, увеличение КПД используемого в выпрямителе трансформатора.

Диодный мост может быть не только собран из отдельных элементов, но и изготовлен как монолитная конструкция (диодная сборка). Ее легче монтировать, а диоды обычно подобраны по параметрам. Немаловажно и то, что они работают в одинаковых тепловых режимах. Недостаток диодного моста – необходимость замены всей сборки при выходе из строя даже одного диода.

Еще ближе к постоянному будет пульсирующий выпрямленный ток, который позволяет получить трехфазный диодный мост. Его вход подключается к источнику трехфазного переменного тока (генератору или трансформатору), а напряжение на выходе почти не отличается от постоянного, и сгладить его еще проще, чем после двухполупериодного выпрямления.

Выпрямитель на основе диодного моста

Схема двухполупериодного выпрямителя на основе диодного моста, пригодная для сборки своими руками, изображена на рис. 3а. Выпрямлению подвергается напряжение, снимаемое со вторичной понижающей обмотки трансформатора Т. Для этого нужно подключить диодный мост к трансформатору.

Пульсирующее выпрямленное напряжение сглаживается электролитическим конденсатором С, имеющим достаточно большую емкость – обычно порядка нескольких тысяч мкФ. Резистор R играет роль нагрузки выпрямителя на холостом ходу. В таком режиме конденсатор С заряжается до амплитудного значения, которое в 1,4 (корень из двух) раза выше действующего значения напряжения, снимаемого со вторичной обмотки трансформатора.

С ростом нагрузки выходное напряжение уменьшается. Избавиться от этого недостатка можно, подключив к выходу выпрямителя простейший транзисторный стабилизатор. На принципиальных схемах изображение диодного моста часто упрощают. На рис. 3б показано, как еще может быть изображен соответствующий фрагмент на рис. 3а.

Следует заметить, что, хотя прямое сопротивление диодов невелико, тем не менее, оно отлично от нуля. По этой причине они нагреваются в соответствии с законом Джоуля-Ленца тем сильнее, чем больше величина тока, протекающего по цепи. Для предотвращения перегрева мощные диоды часто устанавливаются на теплоотводах (радиаторах).

Диодный мост – это практически обязательный элемент любого электронного устройства , питающегося от сети, будь то компьютер или выпрямитель для зарядки мобильного телефона.

Большинство электростанций вырабатывает переменный ток. Это связано с особенностью конструкции генераторов. Исключение составляют лишь солнечные панели, с которых снимается постоянный ток.

Вообще, выбор между постоянным и переменным током с точки зрения производства, транспортировки и потребления – это борьба противоречий.

Производить (вырабатывать на электростанциях) удобнее и проще переменный ток.

Транспортировать экономически выгодно постоянный ток. Смена полупериодов переменного напряжения приводит к потерям.

С точки зрения трансформации (уменьшение величины напряжения) удобнее работать с переменным током. Принцип работы трансформаторы построен на пульсирующем или переменном напряжении.

Большинство потребителей электроэнергии (речь идет об устройствах) работают на постоянном токе. Электросхемы не могут работать с переменным напряжением.

В результате мы имеем следующую картину:
До розетки доходит переменный ток с напряжением 220 вольт. А все домашние электроприборы (за исключением тех, которые содержат мощные электродвигатели и нагревательные элементы) питаются постоянным током.

Внутри большинства домашнего оборудования есть блоки питания. После понижения (трансформации) величины напряжения, необходимо преобразовать ток из переменного в постоянный. Основой такой схемы является диодный мост.

Для чего нужен диодный мост?

Исходя из определения, переменный ток с определенной частотой (в бытовой электросети 50Гц) меняет свое направление, при неизменной величине.

Важно! Поскольку мы знаем, что для питания большинства электросхем нужно полярное напряжение – в блоках питания приборов происходит замена переменного тока на постоянный.

Происходит это в два или три этапа:
С помощью диодной сборки переменный ток превращается в пульсирующий. Это уже выпрямленный график, однако, для нормального функционирования схемы такого качества питания недостаточно.

Для сглаживания пульсаций, после моста устанавливается фильтр. В простейшем случае – это обычный полярный конденсатор. При необходимости увеличить качество – добавляется дроссель.

После преобразования и сглаживания, необходимо обеспечить постоянную величину рабочего напряжения.

Для этого, на третьем этапе устанавливаются стабилизаторы напряжения.

И все же, первым элементом любого блока питания является диодный мост.

Он может быть выполнен как из отдельных деталей, так и в моно корпусе.

Первый вариант занимает много места и сложнее в монтаже.

Есть и преимущества:
такая конструкция стоит недорого, легче диагностируется, и в случае выхода из строя одного элемента – меняется только он.

Вторая конструкция компактна, исключены ошибки в монтаже. Однако стоимость несколько выше, чем у отдельных диодов и невозможно отремонтировать один элемент, приходится менять весь модуль.

Принцип работы диодного моста

Вспомним характеристики и назначение диода. Если не вдаваться в технические детали – он пропускает электрический ток в одном направлении, и закрывает ему путь в противоположном.

Этого свойства уже достаточно для того, чтобы собрать простейший выпрямитель на одном диоде.

Элемент просто включается в цепь последовательно, и каждый второй импульс тока, идущий в противоположном направлении – отрезается.

Такой способ называется однополупериодным, и у него есть множество недостатков:

Очень сильная пульсация, между полупериодами возникает пауза в подаче тока, равная длине половины синусоиды.

В результате отрезания нижних волн синусоиды, напряжение уменьшается вдвое. При точном измерении уменьшение оказывается больше, поскольку потери есть и в диодах.

Способность снижать напряжение вдвое при его выпрямлении, нашла применение в ЖКХ.

Жильцы многоквартирных подъездов, устав менять постоянно перегорающие лампочки – оснащают их диодами.

При включении последовательно, снижается яркость свечения и лампа «живет» гораздо дольше.

Правда сильное мерцание утомляет глаза, и такой светильник годится лишь для дежурного освещения.

Для уменьшения потерь, применяется соединение четырех элементов.

Двухполупериодный диодный мост, схема работы:

В каком бы направлении не протекал переменный ток на вводных контактах, выход диодного моста обеспечивает неизменную полярность на его выходных контактах.

Частота пульсаций такого соединения ровно в два раза выше частоты переменного тока на входе.

Поскольку плечи моста не могут одновременно пропускать ток в обоих направлениях – обеспечивается стабильная защита схемы.

Даже если у вас в устройстве перегорел диодный мост – короткого замыкания или скачка напряжения не будет.

Надежность мостовой схемы проверена десятилетиями. Защита от перенапряжения на входе гарантируется трансформатором.

От перегрузки спасает стабилизатор на выходе. Пробивает диодный мост лишь в случае использования бракованных деталей, или в автомобиле, где схема подвергается постоянным нагрузкам.

Как работает диодный мост при минимальном напряжении?

Падение напряжения в диодном мосту составляет до 0,7 вольт. При использовании обычной элементной базы в низковольтных схемах, иногда падение напряжения составляет до 50% от номинала блока питания. Такая погрешность недопустима .

Для обеспечения работы блоков питания с напряжением от 1,5 вольт до 12 вольт – используются диоды Шоттки.

При прямом протекании тока, падение напряжения на одном кристалле составляет не более 0,3 вольта. Умножаем на четыре элемента в мосту – получается вполне приемлемое значение потерь.

Кроме того, если диодный мост Шоттки на уровень помех – вы получите значение, недостижимое для кремниевых p-n диодов.

Еще одно достоинство, обусловленное отсутствием p-n перехода – способность работать на высокой частоте.

Поэтому выпрямители сверх высокочастотного напряжения делают исключительно на диодах этого типа.

Однако у диодов Шоттки есть и недостатки . При воздействии обратного напряжения, пусть даже кратковременном – элемент выходит из строя.

Проверка диодного моста мультиметром показывает, что именно эта причина имеет необратимые последствия.

Обычный германиевый или кремниевый элемент с p-n переходом самостоятельно восстанавливаются после переполюсовки.

Поэтому мосты на диодах Шоттки применяются только в низковольтных блоках питания и при наличии защиты от обратного напряжения.

Что делать, если есть подозрения на поломку моста?

Выпрямитель собран на обычной элементной базе, поэтому мы расскажем, как в домашних условиях проверить диодный мост мультиметром.

На иллюстрации видно, как протекает ток по мосту. Принцип тестирования такой же, как при проверке одиночных диодов.

Смотрим по справочнику, какие выводы модуля соответствуют переменному входу или полярному выходу – и выполняем прозвонку.

Как прозвонить диодный мост без выпаивания из схемы?

Поскольку ток в обратном направлении через диод не течет, неправильные результаты проверки говорят о пробое моста.

Извлекать мост нет необходимости, остальные элементы блока питания не оказывают влияния на измерение.

Итог: Любой из вас сможет как самостоятельно собрать диодный мост, так и отремонтировать его в случае поломки. Достаточно иметь элементарные навыки в электротехнике.

Смотрите видео: как мультиметром проверить диодный мост генератора вашего автомобиля.

Подробный рассказ о том как проверить диодный мост мультиметром в этом видео сюжете

Одной из важнейших частей электронных приборов питающихся от сети переменного тока 220 вольт является так называемый диодный мост. Диодный мост – это одно из схемотехнических решений, на основе которого выполняется функция выпрямления переменного тока.

Как известно, для работы большинства приборов требуется не переменный ток, а постоянный. Поэтому возникает необходимость в выпрямлении переменного тока.

Думаю понятно, что в случае отдельных диодов нужно просто заменить один неисправный диод, что, соответственно, обойдётся дешевле.

В реальности сборка диодного моста может выглядеть вот так.

Диодная сборка KBL02 на печатной плате

Или вот так.

Диодная сборка RS607 на плате компьютерного блока питания

А вот так выглядит диодная сборка DB107S для поверхностного (SMD) монтажа. Несмотря на свои малые размеры, сборка DB107S выдерживает прямой ток 1 A и обратное напряжение в 1000 V.

Более мощные выпрямительные диодные мосты требуют охлаждения, так как при работе они сильно нагреваются. Поэтому их корпус конструктивно выполнен с возможностью крепления на радиатор. На фото – диодный мост KBPC2504 , рассчитанный на прямой ток 25 ампер.

Естественно, любую мостовую сборку можно заменить 4-мя отдельными диодами, которые соответствуют нужным параметрам. Это бывает необходимо, когда нужной сборки нет под рукой.

Иногда это вводит новичков в замешательство. Как же правильно соединить диоды, если предполагается изготовление диодного моста из отдельных диодов? Ответ изображён на следующем рисунке.

Условное изображение диодного моста и диодной сборки

Как видим всё довольно просто. Чтобы понять, как нужно соединить диоды, нужно вписать в стороны ромба изображение диода.

На принципиальных схемах и печатных платах диодный мост могут обозначать по-разному. Если используются отдельные диоды, то рядом с ними просто указывается сокращённое обозначение – VD , а рядом ставиться его порядковый номер в схеме. Например, вот так: VD1 – VD4 . Иногда применяется обозначение VDS . Данное обозначение указывается обычно рядом с условным обозначением выпрямительного моста. Буква S в данном случае подразумевает, что это сборка. Также можно встретить обозначение BD .

Где применяется схема диодного моста?

Мостовая схема активно применяется практически в любой электронике, которая питается от однофазной электросети переменного тока (220 V): музыкальных центрах, DVD-проигрывателях, кинескопных и ЖК-телевизорах… . Да где его только нет! Кроме этого, он нашёл применение не только в трансформаторных блоках питания , но и в импульсных. Примером импульсного блока питания, в котором применяется данная схема, может служить рядовой компьютерный блок питания. На его плате легко обнаружить либо выпрямительный мост из отдельных мощных диодов, либо одну диодную сборку.

В сварочных аппаратах можно обнаружить очень мощные диодные мосты, которые крепятся к теплоотводу. Это лишь несколько примеров того, где может применяться данное схемотехническое решение.

Диодный мост KBU8J 8A 600V

Описание товара Диодный мост KBU8J 8A 600V

• Обратное напряжение: 600V;
• Максимальный прямой ток: 8A.

Отличительные особенности и преимущества диодного моста KBU8J 8A 600V

Диодный мост KBU8J 8A 600V используется в схемах двухполупериодного выпрямления переменного напряжения.

Диодный мост устанавливается на выходе вторичной обмотки трансформатора.

В отличие от однополупериодной схемы выпрямления совместно с использованием конденсаторного фильтра питания, применение диодного моста обеспечивает низкий коэффициент пульсаций при значительном токе нагрузки.

При такой схеме подключения появляется возможность использования электролитического конденсатора меньшей емкости.

Диодный мост KBU8J 8A 600V рассчитан на обратное напряжение до 600V и прямой ток до 8A.

Рекомендуется, чтобы обратное напряжение диодного моста превышало входное напряжение с трансформатора хотя бы в два раза.

Прямой ток через диод определяется током, потребляемым нагрузкой. При превышении этого параметра, происходит тепловой пробой и диодный мост выходит из строя.

Следует отметить, что диодный мост рассчитан на максимальный ток – 8A исключительно при установке на радиатор.

При повышенной температуре окружающей среды можно организовать дополнительный отвод тепла при помощи вентилятора.

Как правильно припаять диодный мост KBU8J 8A 600V

Идентифицировать выводы для пайки совсем не сложно.

1. Отметка “+” находится рядом с положительным выводом;
2. Отметка “-” – рядом с отрицательным выводом.

Это выходы диодного моста.

Два оставшихся вывода – это входы, которые служат для подачи переменного напряжения.

При пайке не следует перегревать выводы диодного моста.

Чем можно заменить диодный мост KBU8J 8A 600V

Диодный мост допустимо заменить отдельными выпрямительными диодами с максимальным прямым током до 8A и обратным напряжением до 600V.

Но если есть возможность, лучше купить диодный мост с такими же параметрами по следующим причинам.

1. Параметры дискретных диодов могут значительно различаться от партии к партии. В диодном мосте технология производства гарантирует наиболее близкие характеристики каждого встроенного диода.
2. Размещение диодов в одном корпусе гарантирует благоприятный тепловой режим диодного моста (все диоды одинаково нагреваются).
3. При использовании 4-х диодов вместо одного диодного моста необходимо будет использовать 4 отдельных радиатора вместо одного.
4. Диодный мост будет занимать меньше места на печатной плате.

Как правильно проверить диодный мост цифровым мультиметром

Проверить диодный мост мультиметром не сложно вне зависимости от того, имеет ли измерительный прибор функцию диодного теста (проверки диодов).

Поворотный переключатель цифрового мультиметра устанавливается в положение “диодный тест”.

Подключаются щупы:

• черного цвета в гнездо “COM”;
• красного цвета в гнездо для проверки диодов.

Щуп черного цвета прикладываем к выводу “+” диодного моста, а красного цвета – поочередно к каждому из выводов с обозначением “~”.

В каждом из измерений на дисплее должно быть показано напряжение порядка 0,6-0,8 В.

Меняем щупы места. Мультиметра должен показывать “0”.

Таким образом, проверяется первая пара диодов.

Если при изменении щупов на одном из диодов остается “0” или будет показано падение напряжения, значит диодный мост “пробит” и его следует заменить.

Также проверяется вторая пара диодов, только щуп красного цвета подключается к выводу “-“, а черного – поочередно к выводам “~” диодного моста.

Если в мультиметре нет функции теста диодов, нужно установить поворотный переключатель в положение измерения сопротивления до 1 КОм и выполнить описанные выше проверочные процедуры.

Диодный мост часто выходит из строя из-за короткого замыкания в нагрузке. Чтобы уберечь электронный компонент от повреждения, следует использовать предохранитель.

Купить диодный мост KBU8J 8A 600V в Киеве можно, сделав заказ на сайте или позвонив менеджеру по телефону в разделе “контакты”.

Автор на +google

Устройство и работа выпрямительного диода

Устройство и работа выпрямительного диода. Диодный мост.

Здравствуйте уважаемые читатели сайта sesaga.ru. Продолжаем знакомиться с полупроводниковыми диодами. В предыдущей части статьи мы с Вами разобрались с принципом работы диода, рассмотрели его вольт-амперную характеристику и выяснили, что такое пробой p-n перехода.
В этой части мы рассмотрим устройство и работу выпрямительных диодов .

Выпрямительный диод – это полупроводниковый диод, предназначенный для преобразования переменного тока в постоянный. Однако, это далеко не полная область применения выпрямительных диодов: они широко используются в цепях управления и коммутации, в схемах умножения напряжения, во всех сильноточных цепях, где не предъявляется жестких требований к временным и частотным параметрам электрического сигнала.

Общие характеристики выпрямительных диодов.

В зависимости от значения максимально допустимого прямого тока выпрямительные диоды разделяются на диоды малой. средней и большой мощности:

малой мощности рассчитаны для выпрямления прямого тока до 300mA;
средней мощности – от 300mA до 10А;
большой мощности — более 10А.

По типу применяемого материала они делятся на германиевые и кремниевые. но, на сегодняшний день наибольшее применение получили кремниевые выпрямительные диоды ввиду своих физических свойств.

Кремниевые диоды, по сравнению с германиевыми, имеют во много раз меньшие обратные токи при одинаковом напряжении, что позволяет получать диоды с очень высокой величиной допустимого обратного напряжения, которое может достигать 1000 – 1500В, тогда как у германиевых диодов оно находится в пределах 100 – 400В.

Работоспособность кремниевых диодов сохраняется при температурах от -60 до +(125 — 150)º С, а германиевых – лишь от -60 до +(70 – 85)º С. Это связано с тем, что при температурах выше 85º С образование электронно-дырочных пар становится столь значительным, что происходит резкое увеличение обратного тока и эффективность работы выпрямителя падает.

Технология изготовления и конструкция выпрямительных диодов.

Конструкция выпрямительных диодов представляет собой одну пластину кристалла полупроводника, в объеме которой созданы две области разной проводимости, поэтому такие диоды называют плоскостными .

Технология изготовления таких диодов заключается в следующем:
на поверхность кристалла полупроводника с электропроводностью n -типа расплавляют алюминий. индий или бор. а на поверхность кристалла с электропроводностью p -типа расплавляют фосфор .

Под действием высокой температуры эти вещества крепко сплавляются с кристаллом полупроводника. При этом атомы этих веществ проникают (диффундируют) в толщу кристалла, образуя в нем область с преобладанием электронной или дырочной электропроводностью. Таким образом получается полупроводниковый прибор с двумя областями различного типа электропроводности — а между ними p-n переход. Большинство распространенных плоскостных кремниевых и германиевых диодов изготавливают именно таким способом.

Для защиты от внешних воздействий и обеспечения надежного теплоотвода кристалл с p-n переходом монтируют в корпусе.
Диоды малой мощности изготавливают в пластмассовом корпусе с гибкими внешними выводами, диоды средней мощности – в металлостеклянном корпусе с жесткими внешними выводами, а диоды большой мощности – в металлостеклянном или металлокерамическом корпусе, т.е. со стеклянным или керамическим изолятором. Пример выпрямительных диодов германиевого (малой мощности) и кремниевого (средней мощности) показан на рисунке ниже.

Кристаллы кремния или германия (3 ) с p-n переходом (4 ) припаиваются к кристаллодержателю (2 ), являющемуся одновременно основанием корпуса. К кристаллодержателю приваривается корпус (7 ) со стеклянным изолятором (6 ), через который проходит вывод одного из электродов (5 ).

Маломощные диоды, обладающие относительно малыми габаритами и весом, имеют гибкие выводы (1 ) с помощью которых они монтируются в схемах.
У диодов средней мощности и мощных, рассчитанных на значительные токи, выводы (1 ) значительно мощнее. Нижняя часть таких диодов представляет собой массивное теплоотводящее основание с винтом и плоской внешней поверхностью, предназначенное для обеспечения надежного теплового контакта с внешним теплоотводом (радиатором).

Электрические параметры выпрямительных диодов.

У каждого типа диодов есть свои рабочие и предельно допустимые параметры, согласно которым их выбирают для работы в той или иной схеме:

Iобр – постоянный обратный ток, мкА;
Uпр – постоянное прямое напряжение, В;
Iпр max – максимально допустимый прямой ток, А;
Uобр max – максимально допустимое обратное напряжение, В;
Р max – максимально допустимая мощность, рассеиваемая на диоде;
Рабочая частота. кГц;
Рабочая температура. С.

Здесь приведены далеко не все параметры диодов, но, как правило, если надо найти замену, то этих параметров хватает.

Схема простого выпрямителя переменного тока на одном диоде.

Разберем схему работы простейшего выпрямителя, которая изображена на рисунке:

На вход выпрямителя подадим сетевое переменное напряжение, в котором положительные полупериоды выделены красным цветом, а отрицательные – синим. К выходу выпрямителя подключим нагрузку (Rн ), а функцию выпрямляющего элемента будет выполнять диод (VD ).

При положительных полупериодах напряжения, поступающих на анод диода диод открывается. В эти моменты времени через диод, а значит, и через нагрузку (Rн ), питающуюся от выпрямителя, течет прямой ток диода Iпр (на правом графике волна полупериода показана красным цветом).

При отрицательных полупериодах напряжения, поступающих на анод диода диод закрывается. и во всей цепи будет протекать незначительный обратный ток диода (Iобр ). Здесь, диод как бы отсекает отрицательную полуволну переменного тока (на правом графике такая полуволна показана синей пунктирной линией).

В итоге получается, что через нагрузку (Rн ), подключенную к сети через диод (VD ), течет уже не переменный, поскольку этот ток протекает только в положительные полупериоды, а пульсирующий ток – ток одного направления. Это и есть выпрямление переменного тока.

Но таким напряжением можно питать лишь маломощную нагрузку, питающуюся от сети переменного тока и не предъявляющую к питанию особых требований, например, лампу накаливания.
Напряжение через лампу будет проходить только во время положительных полуволн (импульсов), поэтому лампа будет слабо мерцать с частотой 50 Гц. Однако, за счет тепловой инертности нить не будет успевать остывать в промежутках между импульсами, и поэтому мерцание будет слабо заметным.

Если же запитать таким напряжением приемник или усилитель мощности, то в громкоговорителе или колонках мы будем слышать гул низкого тона с частотой 50 Гц, называемый фоном переменного тока. Это будет происходить потому, что пульсирующий ток, проходя через нагрузку, создает в ней пульсирующее напряжение, которое и является источником фона.

Этот недостаток можно частично устранить, если параллельно нагрузке подключить фильтрующий электролитический конденсатор (Cф) большой емкости.

Заряжаясь импульсами тока во время положительных полупериодов, конденсатор (Cф ) во время отрицательных полупериодов разряжается через нагрузку (Rн ). Если конденсатор будет достаточно большой емкости, то за время между импульсами тока он не будет успевать полностью разряжаться, а значит, на нагрузке (Rн ) будет непрерывно поддерживаться ток как во время положительных, так и во время отрицательных полупериодов. Ток, поддерживаемый за счет зарядки конденсатора, показан на правом графике сплошной волнистой красной линией.

Но и таким, несколько сглаженным током тоже нельзя питать приемник или усилитель потому, что они будут «фонить», так как уровень пульсаций (Uпульс ) пока еще очень ощутим.
В выпрямителе, с работой которого мы познакомились, полезно используется энергия только половины волн переменного тока, поэтому на нем теряется больше половины входного напряжения и потому такое выпрямление переменного тока называют однополупериодным. а выпрямители – однополупериодными выпрямителями. Эти недостатки устранены в выпрямителях с использованием диодного моста .

Диодный мост.

Диодный мост – это небольшая схема, составленная из 4-х диодов и предназначенная для преобразования переменного тока в постоянный. В отличие от однополупериодного выпрямителя, состоящего из одного диода и пропускающего ток только во время положительного полупериода, мостовая схема позволяет пропускать ток в течение каждого полупериода. Диодные мосты изготавливают в виде небольших сборок заключенных в пластмассовый корпус.

Из корпуса сборки выходят четыре вывода напротив которых расположены знаки «+ », «— » или «

», указывающие, где у моста вход. а где выход. Но не обязательно диодные мосты можно встретить в виде такой сборки, их также собирают включением четырех диодов прямо на печатной плате, что очень удобно.

Например. Вышел из строя один из диодов моста, если будет стоять сборка, то ее смело выкидываем, а если мост будет собран из четырех диодов прямо на плате — меняем неисправный диод и все готово.

На принципиальных схемах диодный мост обозначают включением четырех диодов в мостовую схему, как показано в левой части нижнего рисунка: здесь, диоды являются как бы плечами выпрямительного моста.
Такое графическое обозначение моста можно встретить еще в старых журналах по радиотехнике. Однако, на сегодняшний день, в основном, диодный мост обозначают в виде ромба, внутри которого расположен значок диода, указывающий только на полярность выходного напряжения.

Теперь рассмотрим работу диодного моста на примере низковольтного выпрямителя. В таком выпрямителе, с использованием четырех диодов, во время каждой полуволны работают поочередно два диода противоположных плеч моста, включенных между собой последовательно, но встречно по отношению ко второй паре диодов.

Со вторичной обмотки трансформатора переменное напряжение поступает на вход диодного моста. Когда на верхнем (по схеме) выводе вторичной обмотки возникает положительный полупериод напряжения, ток идет через диод VD3. нагрузку Rн. диод VD2 и к нижнему выводу вторичной обмотки (см. график а ). Диоды VD1 и VD4 в этот момент закрыты и через них ток не идет.

В течение другого полупериода переменного напряжения, когда плюс на нижнем (по схеме) выводе вторичной обмотки, ток идет через диод VD4. нагрузку Rн. диод VD1 и к верхнему выводу вторичной обмотки (см. график б ). В этот момент диоды VD2 и VD3 закрыты и ток через себя не пропускают.

В результате мы видим, что меняются знаки напряжения на вторичной обмотке трансформатора, а через нагрузку выпрямителя идет ток одного направления (см. график в ). В таком выпрямителе полезно используются оба полупериода переменного тока, поэтому подобные выпрямители называют двухполупериодными .

И в заключении отметим, что работа двухполупериодного выпрямителя по сравнению с однопериодным получается намного эффективней:

1. Удвоилась частота пульсаций выпрямленного тока;
2. Уменьшились провалы между импульсами, что облегчило задачу сглаживания пульсаций на выходе выпрямителя;
3. Среднее значение напряжения постоянного тока примерно равно переменному напряжению, действующему во вторичной обмотке трансформатора.

А если такой выпрямитель дополнить фильтрующим электролитическим конденсатором. то им уже смело можно запитывать радиолюбительскую конструкцию.

Ну вот, мы с Вами практически и закончили изучать диоды. Конечно, в этих статьях дано далеко не все, а только основные понятия, но этих знаний Вам уже будет достаточно, чтобы собрать свою радиолюбительскую конструкцию для дома, в которой используются полупроводниковые диоды.

А в качестве дополнительной информации посмотрите видеоролик, в котором рассказывается, как проверить диодный мост мультиметром .

1. Борисов В.Г — Юный радиолюбитель. 1985г.
2. Горюнов Н.Н. Носов Ю.Р — Полупроводниковые диоды. Параметры, методы измерений. 1968г.
3. Пасынков В.В. Чиркин Л.К — Полупроводниковые приборы: Учеб. для вузов по спец. «Полупроводники и диэлектрики» и «Полупроводниковые и микроэлектронные приборы» — 4-е изд. перераб. и доп. 1987г.

Понравилась статья – поделитесь с друзьями:

Иван
28. Jan. 2014 в 11:53

Прочитал Вашу статью перед зачётом по электронике в Университете и открыл для себя этот материал другими глазами, более просто больше нигде не читал. Спасибо Вам.
Но у меня появился вопрос: в диодном мосту при протекании тока через VD3 к VD2 после Rн, ток не уходит ещё и на VD1 ведь он включен как и VD2 анодом к Rн?
Спасибо.

Сергей
28. Jan. 2014 в 14:49

Добрый день Иван!
Спасибо.
Вы правы. После нагрузки ток попадает и на VD1 и на VD2. Но в данный полупериод (сплошная стрелка) VD1 закрыт, так как и на катоде и на аноде присутствует положительный потенциал, и поэтому прохождения тока через него нет, и это получается уже не диод а резистор с ооогромным сопротивлением.
А так как ток идет по найменьшему сопротивлению, то он идет на VD2 и на нижний вывод вторичной обмотки.
Диод VD4 также представляет резистор с ооогромным сопротивлением — но это только в первый полупериод.
Во втором полупериоде, когда положительный потенциал пойдет снизу-вверх, диоды поменяются местами.
Удачи!

Александр
16. Apr. 2014 в 14:50

Здравствуйте, подскажите еще один момент по диодному мосту.
А как проходит ток по VD2, если -(минус) подключен к аноду диода, а анод положителен.

Сергей
16. Apr. 2014 в 19:27

Добрый вечер Александр!
На анодах диодов VD1 и VD2 отрицательное напряжение образуется, а затем снимается нагрузкой Rн.

Эдик
20. Apr. 2014 в 19:37

добрый вечер!Спасибо Вам за подробное описание основ,незнание которых непозволительное упущение, т.к.рано или поздно это может пригодиться.Я пытаюсь выпрямить 12 вольт для запуска двигателя от шуруповерта.Регулировать обороты буду при помощи ШИМ. Но вот мост,который я собрал из диодов 5408 сильно греется под нагрузкой, до 80 гр.С. Попробовал диод Д213А на 10А,нагрелся до 100.Вопрос:нагрев до такой температуры-это нормально?Или необходимо применить более мощные диоды, напр.MBR1650 и т.д.Неужели и он будет так же нагреваться? Под нагрузкой ток примерно 8-9А. ????

Сергей
20. Apr. 2014 в 20:13

Добрый вечер Эдик!
Нагрев допускается до 120 градусов, но это еще Советские стандарты.
Вы установите диоды на радиатор и проблема с нагревом отпадет.

Найдите дюралевую или алюминиевую полоску толщиной 5-7мм, благо сейчас это не проблема, и нарежьте четыре кусочка размером 80х80мм. На эти кусочки закрепите диоды. Для лучшего контакта диода с пластиной, место, где будет крепиться диод, слегка пройдите наждачной бумагой, и когда будете крепить диод, смажьте обе плоскости вазелином или машинным маслом. Смазка нужна для лучшего контакта между поверхностями.
Удачи!

Эдик
21. Apr. 2014 в 22:25

Сергей,большое спасибо.Честно говоря, я прошерстил все свои книги. Нашел и объяснение причины нагрева.Меня смутило то, что без нагрузки, т.е. на холостом ходу двигателя нагрев был терпимым,около 80.Я не могу на неделе вырваться в Радиолавку,купить сборку диода Шотки,поэтому попробую собрать мост на базе 4-х 213А,что даст в пределах 20А.Их тоже можно прикрепить для охлаждения к алюминиевой пластине с помощью хомутика,я думаю.Простите,для Вас является очевидным то, что для меня представляет китайскую грамоту.Как говорил тов.Козьма Прутков: Многие вещи нам непонятны потому, что они не входят в круг наших понятий.Постараюсь быть прилежным Вашим учеником.

Сергей
21. Apr. 2014 в 23:11

Эдик!
Вы не гонитесь за мощными диодами.
Поймите одно: если через диод или диодную сборку идет ток, больший, чем на который рассчитан холостой ход p-n перехода диода, то диод будет однозначно греться. Вы можете установить диодную сборку с меньшими параметрами, и она справиться, но ей нужно охлаждение. Как правило, выпрямительные диоды всегда устанавливаются на радиаторах.

Дмитрий
10. May. 2014 в 19:29

Сергей, посоветуйте пожалуйста, какие лучше купить диоды для диодного моста. Требуется выпрямить ток блока питания 12В. 3А.
Спасибо за статью! ????

Сергей
10. May. 2014 в 21:15

Добрый вечер Дмитрий!
Спасибо!
Из отечественных:
Д232; Д242-Д248; КД202; КД203; КД206; КД210; КД213 — с любым буквенным индексом.
Диоды в обязательном порядке устанавливайте на радиатор.
Удачи ???? !

АстролонЫч
14. May. 2014 в 10:28

Спасибо за познавательную статью. Буду рад прочесть в таком же простом и понятном изложении про другие дискретные элементы

Сергей
27. May. 2014 в 09:58

Алексей!
Если смотреть по схеме, то одно входное плечо моста подключайте к клемме «М», а второе входное на «О2» клемм бкс. С клеммы «О1» идет на аккумулятор уже выпрямленное напряжение по однополупериодной схеме, а с клеммы «О2» идет чистая переменка с генератора.
Схемы и рекомендации нарисованы правильно, а вот, что касается отсутствие обмотки возбуждения — мне это не о чем не говорит, да и спросить не у кого.
Удачи!

Алексей
27. May. 2014 в 11:11

Это понятно, но как правильно в эту цепь включить реле,у которого три контакта. И на одной из схем, после моста включена реле,но -моста на массе,диод не выгорит из-за этого? И стоит ли запитать -моста -реле -акб между собой ,или можно на массу. Извините за 101 вопрос,электрика не совсем моя стихия

Сергей
27. May. 2014 в 11:45

Алексей!
Если я правильно понял вопрос:

Алексей
27. May. 2014 в 12:09

Как бы да,вот по схеме после бкс можно так сделать?
Единственное,что у всех лампочек минус запитан на корпус. И стандартно абсолютно все приборы на массу(корпус).На одной из схем бкс отключают от корпуса и ведут отдельно провод с генератора(кольцуют якобы переменку),стоит это делать?

Сергей
27. May. 2014 в 17:14

Алексей!
Вы без корпуса (общего или минуса) ничего не сделаете. На одном плюсе работать ничего не будет, сами понимаете. Если хоть один провод откините от бкс, то работать вообще ничего не будет.
Если хотите отдельный корпус (общий или минус), то ставьте еще один генератор и от него ведите еще одну линию.

Алексей
27. May. 2014 в 17:29

Вы меня неправильно поняли.Вот что я имел ввиду http://moto-planeta.ru/forum/topic_4694/1

Сергей
27. May. 2014 в 18:02

Алексей!
Может я что-то не так понял, так как техники у меня такой нет, но схема, которую я нарисовал и которые Вы мне выслали, все соответствуют Вашему желанию. И даже на форуме это подтверждено.
Что Вас не устраивает.
Какие еще вопросы.
P.S. Запомните раз и навсегда: от одного источника питания можно получить несколько разных плюсов, но минус, общий, масса, корпус всегда будет один. Потому что он общий, он опора, от минуса к плюсу бегут электроны.
Удачи!

Алексей
27. May. 2014 в 18:12

Александр
05. Jun. 2014 в 15:14

Добрый День.
Прошу посоветовать на предмет наличия оборудования для решения сл. проблемы:
— Мне надо переменный ток на 12-25 Вольт преобразовать в постоянный на 12-25 Вольт, мощностью от 30Ватт
Спасибо.

Сергей
05. Jun. 2014 в 16:03

Добрый день Александр!
Подойдут диоды из серии 1N4001 — 1N4007. Это самые распространенные кремниевые диоды.

Иван
12. Jun. 2014 в 11:42

Замечательно написано! Хотелось бы точно также понятно о работе конденсаторов на примере работы небольших схем. Спасибо!

Сергей
12. Jun. 2014 в 16:03

Добрый день Иван!
В скором времени планирую.
Спасибо за оставленный комментарий!

Александр
25. Jun. 2014 в 16:37

Задача: переменное 220 вольт — получить постоянное 220 вольт. Вопрос можно ли в мостовой схеме использовать диоды КД-213 а,б,в с обратным напряжением 200 вольт. Ведь в мостовой схеме в одно плечо нагрузки вроде как включается последовательно два диода.

Сергей
25. Jun. 2014 в 18:03

Александр!
Эти диоды не подойдут.
Используйте диоды на обратное напряжение не менее 300 В.
В мостовой схеме ток идет через один диод.

Александр
25. Jun. 2014 в 21:05

Александр
25. Jun. 2014 в 21:29

Сергей, только что при очередном проведённом измерении, падение напряжения на диодах д-231А составило 105 вольт на каждом. Так и диодах КД-213 то же такое. Получается использование диодов на напряжение 200 вольт достаточно! Доказано ПРАПОЩИКОМ ГОЛУБЕНКО ИВАНОМ ВАСИЛЬЕВИЧЕМ В 1973 году. С уважением Александр, бывший комвзвода связи у Иван Васильевича.

Александр
25. Jun. 2014 в 21:35

Да и еще, для экономии электроэнергии и электролампочек на общий выключатель освещения лестничных клеток, я установил в своём ЖСК в 1996 году диоды КД213 (других не было под рукой) и ничего работают до сих пор.
Спасибо.

Сергей
25. Jun. 2014 в 22:18

Бывшему комвзвода Александру от бывшего библиотекаря-кинорадиомеханика Сергея!
Довелось служить в самом начале 90-х — присягал еще Советскому Союзу.
Так вот: над дверью перед входом в клуб висела лампа и с периодичностью раз в месяц перегорала. От старшины Васильева поступил приказ: ликвидировать это безобразие. В разрыв лампы, помню как сейчас, установил диод Д7Б (почти как ДМБ) — других небыло. За время моей службы лампа больше не перегорала.
На гражданке такое не прошло. Рванул так, что помял корпус выключателя.
Скорее всего, Ваши диоды «выкручиваются» за счет лошадиного тока в 10 А.
Точно ответить не могу, а в сказки уже не верю.
Удачи!

Александр
25. Jun. 2014 в 23:10

Спасибо. Смотрите второй закон Кирхгофа, а также закон Ома. Здесь начинает работать уже постоянный ток. Поэтому падение напряжения на нагрузке и диоде делится, поэтому диоды и держат. Но. если будет нагрузка больше допустимой катастрофа неизбежна!

Сергей
26. Jun. 2014 в 00:18

Александр!
В полупроводнике действуют другие законы.
Если p-n переход диода не рассчитан на обратное напряжение свыше 200 В и ток нагрузки более 300 mA, то чтобы ты не делал, а при подаче сверх лимита диод сгорит при любом раскладе. Здесь дело только во времени.
P.S. Я все думаю про армейский диод: мне кажется, что была опечатка в букве.

Александр
26. Jun. 2014 в 04:28

Спасибо за ответ. Опечатки в букве наверное нет. ПП приборы для армии с пометкой ВП или ромбиком делали более качественно. Ну да ладно время покажет.

Алишер
07. Aug. 2014 в 20:21

Пытаюсь запустить шуруповерт без батарей.
Читал что требует большие токи в работе. Наверное до 10А.
Шуруповерт 9.6V DC
Есть диоды Д247 и Д242.
Какое напряжение нужно с транса и какой кондер?
Спасибо!

Сергей
09. Aug. 2014 в 01:19

Здравствуйте Алишер!
Диоды подойдут, а на выходе с транса нужно иметь напряжение 10 Вольт. Поставьте два кондера по 500 мкф х 16 Вольт.

Алишер
10. Aug. 2014 в 09:04

Спасибо Сергей!
Как правильно оценить максимальный ток который может выдать выпрямитель?
Имею ввиду если нагрузка скажем до 25А. Напряжение 10V.
Понимаю что нужен большой транс. Но насколько большой?

Сергей
13. Aug. 2014 в 14:18

Добрый день Алишер!
Подойдет от старого цветного телевизора Советского производства, например «Электрон».
В таких телевизорах использовались трансы мощностью от 180 до 320 Вт (ТС-180, ТС-240).
Вам придется смотать или домотать вторичную обмотку.
Удачи!

Paul
25. Aug. 2014 в 18:04

Доброго времени суток, Сергей! Интересует такой вопрос. Собран мост на Д246. Питание напрямую из сети. Каково будет выходное напряжение? (Около 300В?) нужен ли фильтр и какой? Охлаждение? Нагрузка рассчитывается в пределах 200Вт. Запитываться будет блок питания компьютера на вход (он используется в качестве конвертора)

Сергей
25. Aug. 2014 в 19:03

Добрый вечер Paul!
На нагрузке Вы получите 220В.
На счет фильтра не скажу, а вот конденсатор 20 — 50мкф 400В после моста поставьте.
Диоды устанавливайте на радиаторы и обязательно делайте охлаждение.

Станислав Васильевич.
17. Sep. 2014 в 11:47

Уважаемый Сергей.
Не думал, что в таком возрасте (68 лет) придётся заниматься электротехническим конструированием. Реальная жизнь украинского пенсионера поставила передо мной такую задачу, которую и придётся мне решить. Вопрос вот в чем. Для зарядки двух 12В гелевых аккумуляторов ( 4 и 7 A/h) нужно сконструировать и собрать зарядное устройство. Оригинальным не буду — устройство должно быть, по возможности, не дорогим и соответствовать необходимым параметрам режима зарядки этого типа АКБ. В общих чертах я понимаю, какие технические средства нужны для решения поставленной задачи, но расчитать режимы этого устройства не хватает знаний. Очень надеюсь найти помощь для себя на Вашем сайте, тем более, что этот материал будет полезным и для многих других домашних умельцев в решении подобных задач.
«Надёргал» по друзьям «стартовые» компоненты:
1.Понижающий тр-р достаточной конструктивной мощности: ленточный магнитопровод, обмотки — медь, I-220В Ø-1мм, II-20В Ø-2,5мм.
2.Электролитический конденсатор для фильтра выпрямителя 10000 мкФ х 50В.
3.Две измерительные головки для контроля величины тока и напряжения режимов зарядки: ± 50mA и 50mA.
У друзей надеюсь найти или докупить фольгированный текстолит для печатной платы и остальные недостающие компоненты конструкции.
Сергей, какие нужны выпрямительные диоды для моста, которые обеспечат ток заряда от 0 и до 1,5 — 2,0А (на всякий другой случай)? Подскажите, какая схема обеспечит плавную или ступенчатую независимую регулировку зарядного напряжения и силы тока?
Очень надеюсь на «ликбез» по этой теме.
С уважением Станислав Васильевич.

Сергей
18. Sep. 2014 в 12:37

Добрый день Станислав Васильевич!
Вы еще раз доказали, что радиолюбительством можно и нужно заниматься в любые годы.
Для выпрямления тока до 2А подойдут отечественные мощные диоды, например, КД202В,Г,Д,Е,Ж,К,Л,Н.
Специально для Вас нашел очень простую схему зарядного устройства для гелевых аккумуляторов.
Вместо токозадающих резисторов можно установить проволочный переменный мощностью не менее 25Вт с номиналом до 10 — 50 Ом.
Если возникнут вопросы — задавайте. С удовольствием отвечу.
Вот ссылка:

Станислав Васильевич.
19. Sep. 2014 в 00:28

Сергей, спасибо за помощь. Вы знаете, я уже «перецепался» в И-нете через эту схему, но из-за отсутствия соответствующих знаний, оценить по достоинству её не смог. Теперь, как говорится, положил её на рабочий стол. Теперь по схеме непосредственно. Сегодня принёс от товарища 6 шт. диодов КД213Г — он сказал, что их можно тоже использовать в этой схеме. Я поинтересовался в справочнике и у меня на их счет возникли сомнения. Смутило меня сравнительно большое на них падение напряжения. Ну, в мосте, при подводимом напряжении ≈20В, я думаю, это может быть и не существенный недостаток, а вот в позиции VD5? Сергей, как Вы считаете, этим параметром можно пренебречь или всё же нужно искать КД202В… и нужно ли ставить их на теплоотводы? Вопрос следующий. Какая должна быть площадь теплоотвода для микросхемы L200C, в расчете на максимально возможный ток? Вопросы, на мой взгляд, первостепенные, т.к. нужно компоновать элементы в корпус будущей конструкции и нужно определиться с габаритами её компонентов.
С ув. Ст.Вас.

Сергей
19. Sep. 2014 в 11:53

Станислав Васильевич!
1. Диоды и микросхему обязательно ставим на радиаторы.
2. Про площадь радиаторов сказать не могу, так как всегда делаю на глаз или использую стандартные. Если смотреть фотографии к статье, то радиатор, на котором закреплена микросхема, для тока нагрузки 2 — 3 Ампер подойдет. Но если ток использовать 3,5 — 7 Ампер, то радиатор надо брать больше раза в полтора.
2. Для тока нагрузки 2 — 3 Ампер можно установить по два диода на один такой радиатор (как в статье). Но если ток будет выше, то каждый диод устанавливаем на такой радиатор. Для VD5 придется использовать отдельный радиатор. Все диоды и микросхему устанавливаем через специальные прокладки (изолируем от корпуса).
3. Диоды можно использовать любые выпрямительные (импортные или отечественные) с прямым напряжением Uпр — 50 Вольт и более, и с прямым током Iпр не менее 5 Ампер. КД213 подойдут.

Станислав Васильевич.
19. Sep. 2014 в 21:47

Сергей, спасибо за своевременные и ценные рекомендации. Купил я сегодня комплект КД202В. С L200C, вероятно, будет заминка — пока никто из моего окружения о такой не слышал. Видимо, придётся искать в И-нете и выписывать. Интересно, 100% отечественный аналог этого стабилизатора существует или нет?
Ещё раз спасибо.
С ув. Ст.Вас.

Сергей
20. Sep. 2014 в 09:34

Станислав Васильевич!
Аналогов этой микросхемы я не нашел.
Есть схема простого зарядного устройства, которая работает как часы. По этой схеме я собрал, еще в 90-х, десятка четыре зарядных устройств, и еще не один хозяин не пожаловался.
А если ее дополнить автоматом, который будет отключать заряжаемый аккумулятор? И не надо никаких мудренных микросхем. Для своего экземпляра я так и сделал, вот только его у меня уже нет, и доработку я не сохранил. Если найду источник, то обязательно напишу.
Схему возьмите по этой ссылке в комментарии №27.
Удачи Вам!

Сергей
20. Sep. 2014 в 09:46

Станислав Васильевич!
Схема зарядного устройства: Радио 1992г, №12, стр.11.
Так как у меня уже было зарядное устройство, поэтому из этой схемы я взял только участок, который отвечает за автоматическую работу зарядного устройства.
Вы ее собирайте полностью и не пожалеете. Выйдет дешевле и надежнее.
Удачи!

Станислав Васильевич.
19. Sep. 2014 в 22:09

Для тех, кого заинтересовала тема этого зарядного, ссылка с форума, по практической реализации этой конструкции: http://forum.cxem.net/index.php?showtopic=122153

Станислав Васильевич
23. Sep. 2014 в 10:18

Сергей, спасибо за рекомендации — это важная для меня информация. Решил я прислушаться к своему первому, интуитивному решению и всё-таки собрать зарядное на L200C. Пока с ней сложности, в плане приобретения. Нашел я её в продаже, но, к сожалению, там есть ограничения по минимальной сумме заказа, который превышает в шесть раз стоимость самой микросхемы. Надежды не теряю — найду всё равно.
Сергей, у меня возник вопрос по теме: зачем устанавливать в каждое плечо моста по два диода «в параллель» для тока до 3А, если диоды КД202В пятиамперные?
С ув. Ст.Вас.

Сергей
23. Sep. 2014 в 14:47

Станислав Васильевич!
Чем больший ток проходит через p-n переход выпрямительного диода, тем переход сильнее греется. И если от него не отводить тепло, то переход перегреется и произойдет его пробой.
Для мощного выпрямительного диода ток 200 — 300mA не страшен — диод будет теплый. Но ток свыше 300mA обязательно приведет диод к перегреву и выходу из строя. Вопрос только во времени нагревания. Поэтому при питании мощного потребителя, выпрямительные диоды в источниках питания обязательно устанавливают на радиаторы.

Станислав Васильевич
23. Sep. 2014 в 15:23

Сергей, спасибо за науку. В мосте, диоды я установил на заводские радиаторы, около 60 см2 каждый, а VD5 — около 100 см2. Для микросхемы установил радиатор — около 470 см2. Как считаете, достаточно? Рабочее пространство корпуса будущей конструкции, при моей компоновке (… :grin:), практически всё занято. Осталось небольшое пространство на передней панели для установки головок приборов и органов управления.

Сергей
23. Sep. 2014 в 16:46

Станислав Васильевич!
Все нормально.
В свое время меня учили: лабораторный блок питания должен состоять из мощного трансформатора и радиаторов, а для лучшего охлаждения корпус должен состоять из одних дырочек ????

Анатолий Павлович
20. Jan. 2015 в 16:07

День добрый,Сергей.Спасибо за Вашу огромную работу.Лично у меня есть вопрос такой темы:вышел из строя стабилизированный источник питания 12 в.,советского пр-ва,промышленный.Схемы нет.Есть-ли смысл им заниматься?Спасибо за ответ.

Сергей
20. Jan. 2015 в 16:12

Добрый день Анатолий Павлович!
Советское — значит надежное и отличное. Это не китайское г..но.
Проверьте на исправность полупроводники и замените все электролиты.
Обязательно посмотрите предохранитель и питающий шнур.
Удачи!

антон
30. Jan. 2015 в 21:58

Сергей,добрый день! Прочитал статью, все в принципе доступно и понятно. Еще понятней. что вы то в этом деле вообще ас)) Можно вопросик из рабочей практики? На работе возникла проблема с диодным мостиком на тормоз электродвигателя 15 кВт. Первоначально он стоит там заводского изготовления. по параметрам. входное напряжение как 380, так и 220 можно, выходное 170 постоянки, от 1 до 5 А. Диодный мостик быстро выходит из строя, китайский судя по надписям на нем. схема вся залита каким то материалом. так что разборке не подлежит. Хотим собрать свой мостик. только вот специалистов по подборке диодов нет, вы могли бы поспособствовать в этом вопросе. какие диоды нужно поставить для соблюдения необходимых нам параметров. что еще необходимо включить в схему. Если будет время. или будет интересно помочь. заранее спасибо. буду ждать ответа. любого. не важно. может и сами разберемся, но для ускорения процесса хотелось бы помощи) заранее спасибо!

Сергей
31. Jan. 2015 в 11:24

Добрый день Антон!
Спасибо!
1. В первую надо разобраться почему вылетает диодный мост. Может катушка тормоза имеет короткозамкнутые витки и из-за этого потребляет больше тока, чем может дать диодный мост. А там кроме диодов ничего не стоит?
2. Если этот диодный мост состоит только из одних диодов, то можно использовать следующие (немного перестраховался):
Д233; Д247; КД206Б-В; КД203А-Д; КД210Б, Г. Одним словом, смотрите диоды с обратным напряжением Uобр не менеее 500В и прямым током Iпр не менее 10 Ампер.
Дидоы обязательно устанавливайте на радиаторы для отвода тепла.
Удачи!

Андрей
09. Feb. 2015 в 09:52

Здравствуйте уважаемый Сергей! На самодельном зарядном устройстве для автомобильных аккумуляторов в выпрямительном мосту сгорел Д242А (стоял без радиатора). Т.к. этот диод достать оказалось сложным, то посоветовали поставить BR1010. У него допустимый ток 10А. Нужен ли ему радиатор? Корпус пластиковый без металлической вставки, поэтому возник этот вопрос. Спасибо!

Андрей
09. Feb. 2015 в 09:57

…для 80. а откуда Вы взяли что Вам нужно в этот прибор диодный мост?Или у Вас имеется схема этого прибора?

Григорий
23. Mar. 2015 в 18:18

Здравствуйте Сергей! Как я понимаю с диодами вы общаетесь на ты, подскажите пожалуйста в такой ситуации, есть транс 220/12 более подробно ОСО — 0.25 — 0.1 УХЛ З, хочу его приспособить для своей автомобильной акустики в домашних условиях, никак не могу подобрать диоды, пробовал автомобильные диодные мосты типа бпв56-65-02 диоды греются очень сильно, а что касается проводов так на них просто изоляция плавится, так вот хотелось узнать какие диоды мне нужны что бы выпрямить ток с этого транса? Что касаемо нагрузки имеется 2 усилителя которые будут подключаться к этим 12В первый Calcell bst 1000.1 в 2Ом режиме на 800Вт и 2 усилитель Calcell bst 100.4 2 канала 2Ом режиме и нагрузкой 100Вт и оставшиесы 2 канала 6Ом и нагрузкой

40Вт.
P.S. Догадываюсь без рассчетов, что на максимум мощности не хватит конечно транса, но увы что есть из того и лепим

Сергей
23. Mar. 2015 в 19:34

Добрый вечер Григорий!
1. Помимо подбора диодов их нужно хорошо охлаждать. Нужны мощные радиаторы, и возможно, придется дополнительно поставить кулер.
2. Для первого усилителя (800 Вт) используйте диоды на напряжение (Uобр) не менее 50 Вольт и ток (Iпр) не менее 30 Ампер. Например, из серии КД2997 А-В.
3. Для усилителя на 100 Вт подойдут диоды на напряжение не менее 50В и ток не менее 15А.
4. Для остальных усилителей подойдут на напряжение не менее 50В и ток не менее 10А. Например, из серии Д245, Д242.
5. Но я бы Вам посоветовал делать блоки питания именно для УНЧ, так как при их конструировании встречается много ньюансов.
6. Почитайте здесь:

1. http://radiostorage.net/?area=news/522
2. http://fcenter.ru/online/hardarticles/tower/28690

Григорий
23. Mar. 2015 в 22:22

Благодарю за информацию, есть еще одно но, имеется акб 95 A\h я собираюсь использовать эту акб как фильтр, и с нее уже черпать полностью все питание на усилители, и усилителя всего 2-а, на втором усилителе просто 4 канала

Григорий
23. Mar. 2015 в 22:42

Вот нашел такой диод КД2991А он будет в самый раз получается ?

Cергей!благодарю за статью!
Подскажите пожалуйста.Читая коменты к вашей статье промелькнуло словосочетание «холостой ход диода».Подскажите пожалуйста что это и чем характеризуется?)
Cпасибо!

Сергей
11. May. 2016 в 20:34

Добрый вечер, Владислав!
По этому вопросу ничего ответить не могу, потому как такого режима и понятия «холостой ход диода» не слышал и не знаю.
Есть, например, холостой ход трансформатора.

Владислав
11. May. 2016 в 21:03

и еще Сергей…
просмотрел ваше в конце статьи
в конце вы рассказываете как подключить диодный мост что б подключать нагрузку не учитывая полярности!Так вот.я не очень понял как получилось сее явление!Попробылал сам покумекать но тестер показывал полярность…(

Владислав
11. May. 2016 в 21:04

Сергей простите я видать не правильно понял

Сергей
11. May. 2016 в 21:20

Владислав!
Выход диодного моста («+» и «-«) к нагрузке и оставляете, а входную часть моста можете подключать без соблюдения полярности.

Владислав
11. May. 2016 в 21:33

Сергей спасибо!
последний вопрос созрел.Если случайно на диодны мост подать переменное напряжение не на те выводы(на «+» и «-«).Что произойдет?
PS:Извените за не грамотность и назойливость.Спасибо за труд!

Сергей
11. May. 2016 в 21:38

Владислав!
Ничего не будет. Диодный мост не будет работать.

Карим
12. May. 2016 в 15:30

Доброго времени. Собрал по схеме блок диодного моста. Подаю переменный ток, а на выходе совершенно не те значения какие хотелось бы видеть. В чём причина. Подскажите. Схема на радиаторах для пуско зарядного устройства.

Сергей
12. May. 2016 в 16:44

Добрый вечер, Карим!
Причин две: или неправильно собрали, или в мосту есть неисправные диоды.

Алексей
23. May. 2016 в 06:03

Доброго дня! Очень надеюсь на Вашу помощь. Нужна марка или хотя бы характеристики диода для моста к двигателю 12 В, 19 А. Заранее благодарен. С уважением Алексей С.

Сергей
23. May. 2016 в 08:52

Здравствуйте, Алексей!
http://www.chipdip.ru/product/mb2505/
http://rekshop.ru/product/3447/2-30/292/index.php

Ник
30. May. 2016 в 14:00

Добрый день, собрал преобразователь на 380 вольт 3 кв. с 6 преобразователей по 63 вольта, соединённых последовательно, для платы китайского синуса, тестирую сам преобразователь, пока без подключения платы синуса.
Не могу решить проблему выхода из строя диодов выходного моста 380 вольт, через разное время, может работать 5 минут или несколько часов.
Хаотично, может с нагрузкой, может на холостом ходу, пробивается один диод и преобразователь уходит в защиту.
Диоды ставил разные и 600 и 1200 вольт, результат один.
В чём может быть проблема, как защитить мост?

Сергей
30. May. 2016 в 19:51

Добрый вечер. Ник!
В этом я Вам не советчик, но думаю, что дело не в мосту, а в преобразователе, с которого напряжение поступает на мост.

Ник
30. May. 2016 в 20:50

Ведь есть-же способы защиты диодов, к примеру шотки, ставят паралельно диоду конденсатор…

http://sesaga.ru

Как проверить диод не выпаивая из схемы. Как проверить диод и светодиод мультиметром. Как найти диодный мост на плате

Во многих устройствах, работающих от сети 220 В, установлен диодный мост. Это устройство, состоящее из четырех (для однофазной сети) или шести (для трехфазной) полупроводниковых кремниевых диодов. Оно нужно для преобразования переменного тока в постоянный. На его вход подается переменный ток, на выходе получается пульсирующее напряжение постоянное по знаку. Данные элементы схемы часто выходят из строя, утягивая за собой предохранитель. Давайте разберемся, как выполняется проверка диодного моста на исправность разными способами.

Что нужно знать о диодных мостах

Для начала мы рассмотрим, какими бывают и что внутри диодного моста. Встречаются данные элементы схемы в двух исполнениях:

В любом случае выпрямительный однофазный диодный мост состоит из четырех полупроводниковых диодов, соединенных между собой последовательно-параллельным образом. Переменное напряжение подается на две точки, в которых соединены анод с катодом (разноименные полюса диодов). Постоянное напряжение снимается с точек соединения одноименных полюсов: плюс с катодов, минус с анодов.

На схеме место подключения переменного напряжения обозначено символами AC или «~», а выходы с постоянным напряжением «+» и «-«. Зарисуйте себе эту схему, она нам пригодится при проверке.

Если представить реальный диодный мост и совместить его с этой схемой получится что-то вроде:

Расположение диодного моста на плате и меры предосторожности

Диодные мосты устанавливаются в блоках питания как импульсных так и трансформаторных. Стоит отметить, что в импульсных блоках, которые сейчас используются во всей бытовой технике, мост установлен на входе 220В. На его выходе напряжение достигает 310В — это амплитудное напряжение сети. В трансформаторных блоках питания устанавливаются они в цепи вторичной обмотки обычно с пониженным напряжением.

Если устройство не работает и вы обнаружили сгоревший предохранитель, не спешите включать прибор после его замены. Во-первых, при наличии проблем на плате предохранитель сгорит повторно. Такой блок питания нужно включать через лампочку.

Для этого возьмите патрон и вкрутите в него лампу накаливания на 40-100 Вт и подключите её в разрыв фазного провода для подключения к сети. Если вы собираетесь часто ремонтировать блоки питания, можно сделать удлинитель с патроном, установленным в разрыв питающего провода для подключения лампы, это поможет сохранить ваше время.

Если на плате есть — при включении в сеть через неё потечет высокий ток, перегорит предохранитель или дорожка на плате, или провод, или выбьет автомат. Но если мы вставили в разрыв лампочку, сопротивление спирали которой ограничит ток, она загорится во весь накал, сохранив целостность всего вышеперечисленного.

Если короткого замыкания нет или блок исправен допустимо либо легкое свечение лампы, либо полное его отсутствие.

Простейшая и грубая проверка

Нам понадобится индикаторная отвертка. Она стоит копейки и должна быть в наборе инструментов в каждом доме. Нужно просто прикоснуться сначала ко входу 220В выпрямителя, если на фазном проводе загорится индикатор, значит напряжение присутствует, если нет, проблема явно не в диодном мосте и нужно проверить кабель. При наличии напряжения на входе проверяем напряжение на плюсовом выходе выпрямителя, оно в этой точке может доходить до 310 В, индикатор вам его покажет. Если индикатор не светится — диодный мост в обрыве.

К сожалению, больше ничего мы узнать с помощью индикаторной отверткой не сможем. О том, можете узнать из нашей статьи.

Прозвонка диодного моста мультиметром

Любую деталь на плате можно выпаять для проверки или прозвонить не выпаивая. Однако точность проверки в таком случае снижается, т.к. возможно, отсутствие контакта с дорожками платы, при видимой «нормальной» пайке, влияние других элементов схемы. К диодному мосту это тоже относится, можно его не выпаивать, но лучше и удобнее для проверки его выпаять. Мост, собранный из отдельных диодов, довольно удобно проверять и на плате.

Почти в каждом современном мультиметре есть режим проверки диодов, обычно он совмещен со звуковой прозвонкой цепи.

В этом режиме выводится падение напряжение в милливольтах между щупами. Если красный щуп подсоединен к аноду диода, а черный к катоду, такое подключение называется в прямом или проводящем направлении. В этом случае падение напряжения на PN-переходе кремниевого диода лежит в диапазоне 500-750 мВ, что вы можете наблюдать на картинке. Кстати на ней изображена проверка в режиме измерения сопротивлений, так тоже можно, но есть и специальный режим проверки диодов, результаты будут, в принципе, аналогичны.

Если поменять щупы местами – красный на катод, а черный на анод, на экране будет либо единица, либо значение более 1000 (порядка 1500). Такие измерения говорят о том, что диод исправен, если в одном из направлений измерения отличаются, значит, диод неисправен. Например, сработала прозвонка – диод пробит, в обоих направлениях высокие значения (как при обратном включении) – диод оборван.

Важно! Диоды Шоттки имеют меньшее падение напряжения, порядка 300 мВ.

Есть еще экспресс проверка диодного моста мультиметром. Порядок действий следующий:

1. Ставим щупы на вход диодного моста (~ или AC), если сработала прозвонка – он пробит.
2. Ставим красный щуп на «–», а красный на «+» — на экране высветилось значение около 1000, меняем щупы местами – на экране 1 или 0L, или другое высокое значение — диодный мост исправен. Логика такой проверки в том, что диоды соединены последовательно в две ветви, обратите внимание на схему, и они проводят ток. Если плюс питания подан на – (точка соединения анодов), а минус питания на «+» (точка соединения катодов), это и происходит при прозвонке. Если один из диодов в обрыве, ток может потечь по другой ветке и вы можете сделать ошибочные измерения. А вот если один из диодов пробит – на экране высветится падение напряжения на одном диоде.

На видео ниже наглядно показано, как проверить диодный мост мультиметром:

Полная проверка диодного моста

Также проверить диодный мост мультиметром можно по следующей инструкции:

1. Устанавливаем красный щуп на «–», а черным по очереди касаемся выводов, к которым подключается переменное напряжение «~», в обоих случаях должно быть порядка 500 на экране прибора.
2. Ставим черный щуп на «–», красным касаемся выводов «~ или AC», на экране мультиметра единица, значит, диоды не проводят в обратном направлении. Первая половина диодного моста исправна.
3. Черный щуп на «+», а красным касаемся входов переменного напряжения, результаты должны быть как в 1 пункте.
4. Меняем щупы местами, повторяем измерения, результаты должны быть как в пункте 2.

То же самое можно сделать «цэшкой» (универсальный измерительный прибор советского производства). Как проверить диодный мост стрелочным мультиметром, рассказывается на видео.

Самый эффективный способ проверить светодиод на работоспособность заключается в применении специального прибора – мультиметра, который иначе нередко называется тестером. Устройство представляет собой измерительный прибор, который может выполнять несколько функций. Выбирать их можно с помощью ручки, расположенной на передней панели.

Тестирование в режиме прозвонки

У каждого мультиметра, независимо от того, насколько дорогостоящим он является и какой фирмой был произведен, обязательно имеется функция проверки работоспособности светодиода. Это так называемая прозвонка.

Перед тем как прозвонить светодиод мультиметром, необходимо ручку переключения режимов тестера установить на режим прозвонки. Затем к контактам проверяемого прибора приложить черный и красный щупы мультиметра. Благодаря такому способу проверки, можно также определить, какой мощностью обладает светодиод.

При подключении тестера необходимо учитывать полярности проверяемого объекта. Его анод должен быть соединен со щупом красного цвета, а катод – с черным. Если подключить щупы неправильно, прибор ничего не покажет. При верном подключении светодиод должен начать излучать свет.

Проверяя диод на работоспособность, важно учитывать такую особенность: электроток тестера, настроенного на режим прозвонки, довольно слабый, поэтому он может не оказать никакого воздействия на лампочку. Проверяемый объект может быть вполне работоспособны м, но светиться не будет из-за недостаточной силы тока.

Может быть и другое последствие слабого тока: светодиод начнет светиться, но излучение его будет настолько мизерным, что при обычном дневном свете разглядеть его не удастся. Перед тем как приступать к проверке, рекомендуется уменьшить яркость внешнего света. Если же по каким-либо причинам этого сделать нельзя, следует обращать внимание не на сам прибор, а на измерительный прибор, точнее, на его показания. Если он исправен, то цифра, показываемая тестером, должна отличаться от единицы.

Можно даже очень мощный диод прозвонить мультиметром. Однако недостаток способа состоит в том, что провести проверку элементов, которые впаяны в микросхему, не получится. Для проверки светодиода, находящегося в микросхеме, нужно использовать специальные переходники, которые присоединяются к щупам тестера.

Проверка без выпаивания

Чтобы проверить мультиметром, не выпаивая светодиод из микросхемы, можно использовать небольшие металлические наконечники, роль которых могут играть, например, обычные канцелярские скрепки. Для надежной изоляции проводов, к которым присоединены наконечники, следует использовать текстолитовую прокладку. Вся конструкция при этом должна быть обмотана изолентой.

После выполнения всех этих простых действий получится надежный переходник , посредством которого легко можно добиться контакта щупов тестера с катодом и анодом проверяемого на работоспособность светодиода.

Также без выпаивания из микросхемы можно проверить диод на исправность . Для этого достаточно:

1. Установить измерительный прибор в режим прозвонки.
2. Присоединить щупы посредством переходника к контактам проверяемого объекта.
3. Проверить, засветится лампочка или нет.

Как и в случае с обычной прозвонкой, которая проводится без переходника, возможно, придется выключить внешнее освещение или ослабить его, чтобы заметить неяркое свечение лампочки прибора.

Работоспособность светоизлучающих диодов в фонариках

Проверить на работоспособность светодиод, находящийся в маленьком фонарике, можно без особых сложностей.

Такая проверка проводится в несколько этапов :

Сразу после этого станет ясно, является ли исправным проверяемый элемент. Если он засветится, значит, с ним все в порядке. Если же излучения нет, значит, светодиод в неисправном состоянии.

Чтобы проверить светодиод тестером, важно уметь различать катод и анод. На самом деле различие легко обнаруживается визуально: катод обычно заметно короче, чем анод. Можно запомнить так: слово «катод» начинается с буквы «к», следовательно, этот контакт короткий. Впрочем, даже если подключить мультиметр без соблюдения полярности, ничего страшного не произойдет. Просто светодиодный элемент не получит ток и поэтому не будет светиться.

Вместо того, чтобы всякий раз при проверке угадывать, какой контакт является «положительным», а какой «отрицательным», лучше один раз запомнить навсегда. Это позволит сэкономить время. Нередко, чтобы проверить, работает ли светодиод, измеряют сопротивление. Однако такой метод проверки не очень широко распространен, ведь перед его применением необходимо определить технические параметры прибора.

Как видно, проверка на работоспособность светодиода с помощью тестера – довольно простая процедура . Для этого не понадобится много времени. Никаких физических усилий также прикладывать не придется. Да и финансовые затраты на такую проверку практически ничтожны, так как используемый прибор продается по очень низкой цене.

В современной осветительной технике достаточно часто применяются светодиоды (led). Как известно, они гораздо надежнее обычных лампочек, но все же иногда могут выходить из строя. Для того, чтобы проверить светодиод на работоспособность применяется несколько методов. Рассмотрим подробнее каждый из них.

Способы проверки

Светодиод, имеет свои электрические параметры, это максимальный рабочий ток, а так же прямое падение напряжения. Значение первого параметра производители указывают для каждого изделия индивидуально, а второго составляет 1.8 – 2.2 вольта для оранжевых, желтых и красных диодов. Для белых, зеленых и синих 3 – 3.6 вольта. Проверить эти значения параметров при наличии мультиметра, не составит труда.

Еще один способ проверить led диод на работоспособность, это подать на него питание от нескольких параллельно подключенных пальчиковых батареек или одной батарейки крона. На основе этого способа можно самостоятельно изготовить универсальный тестер для светодиодов, при помощи подручных элементов. Подробный процесс определения работоспособности показан в видео.

Определить неисправный светодиод, можно используя в качестве источника тока для проверки, старые зарядные устройства от мобильных телефонов. Для этого необходимо отрезать штекер подключения к телефону, и зачистить провода. Красный провод, это плюс, его нужно прижать к аноду, черный — минус, его подключают на катод. Если напряжения источника питания достаточно, то он должен загореться.

Для проверки некоторых диодов, напряжения от зарядки телефона может быть недостаточно, тогда можно попробовать проверить с помощью более мощного устройства, например зарядки от фонарика. Таким способом вполне можно проверить на работоспособность диоды в led лампе. Как это сделать, смотрите видео.

Проверка мультиметром

Мультиметр — это универсальный измерительный прибор. С его помощью можно измерить основные параметры практически любого электронного изделия и не только. Для проверки светодиода, потребуется мультиметр в котором есть режим «прозвонки», или его еще называют режимом проверки диодов. Обозначение режима проверки диодов на мультиметре показано на изображении ниже.

Для того чтобы проверить светодиод при помощи мультиметра, нужно установить переключатель прибора в положение соответствующее режиму «прозвонки» и подключить его контакты к щупам тестера.

В процессе подключения необходимо учитывать полярность диода. Анод, следует подключить к красному щупу, а катод к черному. В случаях, когда нет информации какой электрод анод, а какой катод, можно перепутать полярность – это ничего страшного, со светодиодом ничего не произойдет. При неправильном подключении, мультиметр не изменит своих изначальных показаний. При правильном подключении, светодиод должен загореться.

Есть один нюанс, ток «прозвонки» достаточно низкий для нормальной работы светодиода, и стоит приглушить освещение, для того чтобы увидеть как он светится. Если нет возможности этого сделать, можно ориентироваться на показания измерительного прибора. Как правило, если светодиод рабочий, то мультиметр покажет значение отличное от единицы.

Второй вариант — проверить светодиод тестером, это воспользоваться блоком PNP. Данный разъем предназначенный для проверки диодов, позволяет включить светодиод на мощность, достаточную для визуального определения его работоспособности. Анод подключается в разъем, обозначенный буквой Е (эмиттер), а катод диода в разъем колодки, обозначенный буквой С (коллектор).

Светодиод должен гореть при включении мультиметра в не зависимости от режима выбранного регулятором.

Данный способ позволяет проверить даже достаточно мощные светодиоды. Его неудобство в том, что, диоды обязательно нужно выпаивать. Для проверки мультиметром не выпаивая, необходимо изготовить переходники для щупов.

Существует вариант проверки светодиода методом измерения сопротивления, но для этого необходимо знать его характеристики, что достаточно не практично.

Как проверить не выпаивая

Для того чтобы подключить щупы мультиметра к разъемам в колодке PNP, нужно припаять на них небольшие фрагменты, обычной канцелярской скрепки. Между проводами, на которые припаяны скрепки, для изоляции можно установить небольшую текстолитовую прокладку и замотать изолентой. Таким образом, получим простой по конструкции и надежный переходник, для подключения щупов.

Далее необходимо подключить щупы к ножкам светодиода, не выпаивая его из схемы изделия. Вместо тестера, для проверки led диода можно использовать одну батарейку крона, или несколько пальчиковых батареек. Подключение проводится аналогично, просто вместо переходника, для подключения к выходам батарейки щупов, можно использовать небольшие зажимы «крокодильчики».

Рассмотрим на конкретном примере, как проверить led, не выпаивая из схемы.

Как проверить светодиоды в фонарике

Для проверки необходимо разобрать фонарик и вынуть плату, на которой они установлены. Проверка происходит с помощью тестера со щупами, подключенными на PNP разъем. Светодиоды можно не выпаивать, а подключать контакты щупа на них прямо на плате, при этом необходимо помнить о соблюдении полярности.

Определить пробитый светодиод, можно и при помощи измерения сопротивления в схеме подключения. Например, если светодиоды в фонарике подключены параллельно, измерив сопротивление и получив результат близкий к нулю на любом из них, можно быть уверенным, что, по крайней мере, один из них точно неисправен. После этого можно приступать к проверке каждого из светодиодов методами описанными выше.

Проверка светодиодов не сложный процесс, и любой, кто имеет несколько рабочих батареек и пару проводов, может проверить и определить его неисправность в том или ином приборе.

как проверить диод мультиметром (прозвонить тестером)

Как и большинство измерительных приборов, мультиметры (тестеры) делятся на аналоговые и цифровые. Основное их отличие состоит в том, что информация о результатах измерений первой разновидности передаются с помощью определенной шкалы и стрелок на ней, во втором же случае эти данные отображаются в цифровом виде, на жидкокристаллическом экране.

Аналоговые устройства появились ранее, их главным достоинством является невысокая цена, а недостатком – неточности измерений. Следовательно, если отметка должна быть максимально верна, рекомендуется приобрести цифровой мультиметр.

Все варианты тестеров обладают как минимум двумя выводами – красным и черным.

1. Первый используется непосредственно для измерений, также иногда называется потенциальным,
2. Второй является общим. В современных моделях обычно также есть переключатель, благодаря которому возможно установить максимальные предельные значения.

Как проверять диод мультиметром?

Диод является элементом, проводящим электричество в одном направлении. Если же развернуть это направление, диод будет закрыт. Только в случае выполнения этого условия элемент считается работоспособным. В большинстве моделей тестеров уже есть такая функция, как проверить диод тестером.

Перед началом проверки рекомендуется соединить между собой два щупа мультиметра, чтобы убедиться в его работоспособности, а затем выбрать “режим проверки диодов”. Если тестер аналоговый, данная операция производится с помощью режима омметра.

Проверка диодов мультиметром не требует дополнительных навыков. Чтобы убедиться в функционировании элемента, необходимо произвести прямое включение, следовательно, подключить анод к плюсовому значению (красный щуп), а катод – к минусовому (черный). На экране или шкале прибора должно появиться значение пробивного напряжения диода, эта цифра в среднем составляет от 100 до 800 мВ. Если же произвести обратное включение (поменять местами электроды), значение будет не больше единицы. Из этого можно сделать вывод, что сопротивление прибора огромно и электричество он не проводит. Если все происходит именно так, как описано выше, электронный элемент исправен и дееспособен.

Бывают ситуации, когда при подключении щупов диод пропускает ток в обоих направлениях, либо же не пропускает вообще (значения при прямом и обратном включениях равны единице). В первом случае это означает, что диод пробит, а во втором – он перегорел либо же находится в обрыве. Такие электронные элементы являются неисправными и это легко проверить тестером.

Как проверять светодиод?

Если речь идет о светодиоде, алгоритм проверок аналогичен, но дополнительно облегчит задачу тот факт, что при прямом включении этот вид диода будет светиться. Разумеется, это позволит окончательно убедиться в том, что он в порядке.

Но случается такое, что необходима проверка стабилитронов. Стабилитрон является одной из разновидностей диодов, его главное предназначение – сохранение стабильного выходного напряжения вне зависимости от изменений уровня тока.

К сожалению, выделенной функции для проверки данного вида электронных элементов пока не внедрили в мультиметры. Тем не менее часто прозвонить их можно с помощью такого же принципа, как с диодами. Но многие опытные радиолюбители заявляют, что произвести проверку стабилитрона с помощью цифрового тестера весьма проблематично. Причиной этого является тот факт, что напряжение стабилитрона должно быть ниже, чем напряжение на выходах мультиметра. Это связано с тем, что из-за низкого напряжения возможно посчитать рабочей неисправную модель, точность показаний падает.

Если при проверке диода необходимо обратить внимание на значение пробивного напряжения, в случае со стабилитронами показательным станет сопротивление. Эта цифра должна составлять от 300 до 500 Ом. И аналогично алгоритму действий с диодами:

• Если ток пропускается в обе стороны это называется пробивом,
• Если сопротивление слишком велико это обрыв.

Также немаловажно помнить, что цифровое значение при прозвоне стабилитрона будет выше значения обычных диодов. Если нужно отличить один элемент от другого, такая проверка окажет помощь.

Как проверить стабилитрон

Стабилитроны, проверка которых не принесла желаемых результатов, изобретатели часто тестируют с помощью дополнительных приборов, иногда конструируя их самостоятельно. Одним из наиболее простых способов является использование для проверки блока питания с возможностью переключения напряжения. Необходимо сначала подсоединить к аноду резистор, имеющий значение сопротивления, оптимальное для стабилитрона, а затем подключить блок питания. Затем замеряется напряжение на диоде, параллельно поднимается на блоке. По достижении уровня напряжения стабилизации, эта цифра должна перестать расти. В этом случае стабилитрон в норме, при любых отличиях от вышеприведенной схемы он неисправен.

elektro.guru

Как проверить светодиод мультиметром, не выпаивая из схемы

Тестирование этой радиодетали класса полупроводник особых трудностей не представляет. Разница лишь в том, что одним п/п приборам этой группы для свечения нужно питание 1,5 В (ряда красных, зеленых малой мощности), другим чуть больше – порядка 3,3±0,3. Сложность в том, что для проверки светодиода его придется выпаять, а это не всегда возможно (учитывая плотность компоновки схемы) или целесообразно (например, по причине дефицита времени). Что можно предпринять?

Решение простое – изготовить специальные приспособления, так как стандартные щупы, идущие в комплекте с мультиметром, для этих целей не подойдут. Они понадобятся (например, от старого прибора), но только после некоторой «модернизации».

Способ 1

Что приготовить:

• Небольшой фрагмент текстолита, буквально кусочек, но обязательно с двухсторонним фольгированием. На каждую необходимо наложить «пятно» припоя, чтобы в дальнейшем можно было легко зафиксировать провода и выводы приспособления для проверки светодиода.

• Щупы от мультиметра, с которых следует срезать (или отпаять, а потом все восстановить) штеккера. Свободные концы нужно зачистить и залудить, то есть подготовить к пайке.

• Скрепки – 2 штуки. Им придается форма, хорошо видимая на рисунке внизу. Это будут выводы приспособления (аналог штеккеров), которые присоединяются к мультиметру. Хотя это и не единственный вариант. Вместо скрепок можно использовать гибкую стальную проволоку, отрезав пару кусочков нужной длины. Главное – чтобы эти выводы слегка амортизировали, тогда их будет намного проще подключить к гнезду мультиметра.

• Паяльная кислота. Использовать традиционный сосновый флюс – дело бесперспективное. Скрепки изготовлены из стали, потому обычная методика для их надежной фиксации на текстолите малопригодна.

• Паяльник. Мощность – не менее 65 Вт. Пытаться закрепить на плате скрепку монтажным инструментом (на 24, 36 Вт) – пустая трата времени. Понадобится уложить расплав относительно толстым слоем, и маломощный (миниатюрный) паяльник в этом случае бесполезен.

• Мультиметр. Эти бытовые приборы выпускаются в нескольких модификациях. Их основное отличие – в функционале, то есть возможностях измерений тех или иных параметров цепи и деталей. Понадобится мультиметр, которым можно тестировать транзисторы.

В принципе все, что нужно для того, чтобы сделать простейшее приспособление для проверки светодиода мультиметром, под рукой всегда есть. В итоге должно получиться примерно так.

Чтобы не путаться с полярностью присоединения щупов к светодиоду, выводы приспособления стоит несколько сместить от осевой линии. Тогда несложно запомнить, где условные «+» и «–».

Проверка светодиода

Нужно воткнуть «контакты» приспособления в вилку для тестирования Тр (анодный вывод – на разъем Е, катодный – на С), поставить переключатель мультиметра в позицию «Измерение транзисторов» (hFE) и приложить щупы к плате, в точках, где впаяны ножки п/п прибора (с лицевой или обратной стороны, как удобнее). Если он исправен и полярность соблюдена (плюс – к аноду), то начнет светиться.

Способ 2

Он значительно проще, и если позволяет компоновка схемы, а до ножек можно дотянуться, то проверка светодиода производится с помощью щупов любого мультиметра так же, как и для тестирования сопротивления. Подробно об этом рассказывается здесь.

Вот и все, ничего сложного. Данная технология опробована многократно, причем ни один светодиод из строя в процессе такого тестирования не вышел.

electroadvice.ru

Как проверить диод? – Diodnik

Начиная проверку диода на работоспособность, необходимо понимать, что визуально неисправный диод иногда фактически невозможно отличить от рабочего. О том, как проверить диод мы детально расскажем в нашей статье.

Также, перед проверкой необходимо знать, что основные неисправности диодов бывают трех видов:

• пробой диода (наиболее распространенный дефект). В результате такого дефекта диод проводит ток в любом направлении, фактически не имея собственного сопротивления:
• обрыв диода (на практике встречается реже). В данном случае такой диод перестает полностью проводить ток, независимо от направления течения тока.
• утечка. В этом случае диод проводит незначительный обратный ток.

Как проверить диод мультиметром?

При любой проверки диодов лучше всего их выпаивать с основной схемы полностью.

Подопытный диод 1n5844 – это 5А диод Шоттки. Проверка производится мультиметром Unit 151B.Любой диод имеет два вывода: катод и анод. Катод помечен серебристой полоской.

Для того, чтобы ток протекал через диод, на анод должно поступать положительное напряжение, а к катоду отрицательное. Включив необходимый режим измерений на мультиметре, можно приступать к проверке диода.

Необходимо помнить, рабочий диод проводит ток лишь в одном направлении.

Подключив щупы, к аноду (красный +), а к катоду (черный -), мы видим значения на дисплее – это пороговое напряжение диода. Из этого можно сделать вывод, p-n переход открыт.

Подключив щупы, к катоду (красный -), а к аноду (черный +), значений на дисплее нет, кроме 1.

На этом процедура проверки диода закончена – диод исправен.

Если независимо от полярности подключения диода прибор показывает значение 0 или 001, (и иногда слышим характерный звуковой сигнал), это свидетельствует о том, что диод пробит. Такой диод проводит ток в любом направлении.Если независимо от полярности подключения диода прибор показывает значение 1, такой диод имеет обрыв. Он вообще не проводит ток.

Как проверить диод, в случае когда, под рукой нет мультиметра с функцией проверки диода? Можно использовать для этой цели обычный омметр. Установив значение предела измерений до 20кОм, проверку диода таким тестером производят по схеме, описанной выше.

Иногда можно столкнутся со сдвоенными диодами. Такие диоды имеют три вывода, в одном корпусе заключены сразу два диода. Они имеют общий анод или катод. Проверка такой сдвоенной сборки абсолютно ничем не отличается от проверки обычного диода, только проверять нужно каждый диод в сборке. Более детально о том, как проверить диод Шоттки читаем в этой статье.

Вконтакте

Одноклассники

Comments powered by HyperComments

diodnik.com

типы и особенности, инструкция по тестированию, определение работоспособности моста

Печально, но начинать нужно с теории. Придётся изучить виды диодов, область и цели применения. Не углубляясь в физические основы электроники, пробежимся по поисковым запросам. Важно понимать, что все диоды объединяет способность пропускать ток в одном направлении, блокируя движение частиц противоположном, образуя своеобразные вентили. Затем обсудим, как проверить мультиметром диод.

Разновидности диодов

Итак, диоды пропускают ток в прямом направлении и блокируют в обратном. На электрических схемах диоды обозначают черными стрелками, ограниченными поперечной чертой. Символ показывает направление тока в физическом смысле – направленное движение положительных частиц. Чтобы создать прямой ток, к концу стрелки прикладывают минусовой потенциал, к началу – плюсовой. В противном случае диод окажется в «запертом» состоянии.

При движении электронов за счёт неидеальности молекулярной решётки теряется тепло, что влечёт падение напряжения и в прямом направлении. У кремниевых диодов прямой потенциал выше, на германиевых ниже. Диоды Шоттки характеризует меньшее падение потенциала за счет замены одного полупроводникового слоя металлическим, т.е. в нем нет p-n перехода. Ток потерь увеличивается, а падение напряжения на открытом ключе в прямом направлении рекордно низкое.

Эффект характерен не в любых диапазонах напряжения. Максимально эффективны диоды Шоттки при напряжениях, равных десяткам вольт. Их применяют в выходных фильтрах импульсных блоков питания. Вспомните: номиналы напряжения системника составляют 5, 12, 3 В. Методика построения схем на диоде Шоттки типичная.

Популярная разновидность диодов – стабилитрон. Его рабочая зона – область пробоя. Там, где обычный диод выходит из строя, стабилитрон защищает оборудование. Процесс характеризуется ростом напряжения до номинала и резкой стабилизацией. Через стабилитроны запитывают от высоковольтных линий чувствительные и слабые микросхемы контроллеров импульсных блоков питания, чтобы они нарезали напряжение импульсами большой амплитуды. Без стабилитронов запитывание микросхем решается архисложными методами.

Оценивая диод-стабилитрон при помощи мультиметра, учитывают, что рабочая зона – обратная ветвь. Технически напряжение пробоя для проверки получают от батареек, включенных последовательно, затем проверяют наличие стабилизация. Прямое включение стабилитрона используется крайне редко, прозвон традиционным способом – плохая идея. К стабилитронам относят и лавинный диод, где для стабилизации тока применён эффект ударной ионизации.

Обозначение диода на схемах

Случается, что специфика устройства непонятна. Печатные платы маркированы – каждому элементу соответствует строго определённое обозначение, и мощные диоды выпрямительного моста не спутать с крошечным стеклянным стабилитроном. Худший вариант – клубок проводников с непонятными элементами: то ли диод, то ли резистор необычного вида, либо экзотический конденсатор.

Столкнувшись с подобной ситуацией, аккуратно делают увеличенное фото, потом ищут в интернете по изображению. Хотя маркировка стабилитронов неразборчива, отыскать информацию в сети возможно. Данный шаг намного ускоряет процесс идентификации и оценки работоспособности прибора.

Инфракрасный диод мультиметром проверяется аналогично: снимаем прямое напряжение, потом убеждаемся, что обратно ток не идёт. Для проверки свечения используют видоискатель ночной видеокамеры. Он регистрирует непосредственно инфракрасное излучение объектов. Исправный ИК диод заметен на видоискателе – словно звездочка. Проверяют свечение с тепловизорами, приборами ночного видения, соблюдая осторожность: мощность излучения свето- и ИК-диодов велика, сопоставима с мощностью лазерного излучения.

Надпись внутри принтера о наличии лазера нельзя считать шуткой. И ею пренебрегать. Держите сетчатку глаз подальше от инфракрасного диода.

Схема проверки диода

Как проверить диод при помощи тестера

Для проверки диодов мультиметры снабжены специальной шкалой, маркированной соответствующим значком – схематическим обозначение диода. При включении режима низкие сопротивления включают зуммер, высокие характеризуются номиналом либо падающим на нем напряжении. По показаниям судят о характеристиках диода, к примеру, о сопротивлении прямого включения.

Для правильной интерпретации показаний, важно учитывать характеристики тестера: напряжение постоянного рода и низкого номинала, служащего для оценки. Пример: при измерении сопротивления тестер пропускает по нему ток, прикладывая к щупам некое напряжение. Любая модель мультиметра характеризуется уникальными параметрами. Напряжение узнают по заряду конденсатор: включает мультиметр в режим прозвона или тестирования диодов, через короткое время на обкладках конденсатора сформируется разность потенциалов. Измеряют штатной шкалой тестера. Значение колеблется от сотен милливольт (долей вольта) до единиц вольта.

Зная напряжение, приложенное к диоду, по его вольт-амперной характеристике сверяют достоверность показания. Вводят поисковый запрос на Яндексе, знакомятся с полной технической документацией на исследуемый элемент. Потом прикладывают в нужном месте шкалы абсцисс линейку, чтобы найти выходной ток. По формуле Ома вычисляют сопротивление открытого состояния: R = U/I, где U – вспомогательное напряжение, формируемое тестером. Сравнивают найденную по графику величину с указанной на табло.

Это одна из многочисленных методик. Важно знать, как находить правильные пути, анализировать и сопоставлять данные. Первый шаг – поиск обобщенной информации: что такое диоды, их характеристики (прежде всего, вольт-амперные), тонкости работы конкретного прибора. Зная теоретические основы, легко оперировать информацией, делать правильные выводы из результатов исследований.

Перейдём к жизненному примеру: исследуем диодный мост из генератора автомобиля!

Как определить работоспособность диодного моста

Автомобилю нужна электроэнергия – для систем кондиционирования (наряду с энергией двигателя), дворников, освещения наружного и внутреннего. Нагружать постоянно аккумулятор, что делается во время стоянки, не экономично. Задача решается подключением синхронного генератора переменного тока к валу двигателя. Ранее пользовались коллекторной схемой. Но щётки не переносят тряски, возникала необходимость частого обслуживания.

Ныне устанавливают трёхфазные генераторы. Т.к. обороты постоянно скачут, постоянство выходных характеристик поддерживают изменением тока подпитки ротора. В результате напряжённость переменного магнитного поля статора отслеживает каждое изменение работы мотора. Расплата – нестабильность выходного напряжения. Его выпрямляют и фильтруют, используя схему диодного моста Ларионова.

Глубокие технические подробности избыточны, ограничимся лёгкими знаниями:

1. При любом способе соединения обмоток генератора, выходных точек три. Каждая посредством диода замыкается на массу в отрицательный полупериод, а на потребителей сети авто – в положительный.
2. Итого, диодов получается шесть.
3. Мост представляет собой две изолированных друг от друга серповидных плоскости, выполненные из прочного сплава. На каждой лежат три диода, электрические соединения проводятся согласно схеме (см. рисунок).

Схема соединений на трёхфазном диодном мосте

Из схемы видно:

1. Три диода прозваниваются попарно с нулевым сопротивлением между катодом (отрицательная полярность) и анодом (положительная полярность). Сюда выходят клеммы генератора.
2. Две тройки диодов (лежащие в одной серповидной плоскости) звонятся между собой катодами или анодами. В зависимости от того, какой электрод выдаёт короткое замыкание, определяют ветвь – нагрузочная или уходящая на массу.

Создав правильную схему раскладки электрических соединений, начинают проверку каждого диода по отдельности. Ветвь, идущую на массу, тестируют со стороны генератора, другую – со стороны нагрузки. Направление известно из схемы Ларионова. Проверяем диодный мост мультиметром, касаясь красным щупом основания чёрной стрелки (см. рисунок) каждого элемента, черным – острия того же элемента. Одновременно проверяют изоляцию контактов с серповидным плоскостями, в т.ч. соседней. По полученным данным оценивают необходимость продолжения поиска неисправности.

Вывод: диод, не выпаивая, проверяют мультиметром на грубой конструкции вроде моста генератора автомобиля. Прозвон электронной платы сложнее. Любую проверку проводят щупами специальной формы. Для грубых конструкций берут захваты-крокодилы, материнскую плату проверяют тонкими игловидными пробниками. В последнем случае появляется шанс прозвонить диод мультиметром на плате под напряжением с риском спалить тестер.

Надеемся, что теперь читатель понял, как проверить диод мультиметром.

vashtehnik.ru

Проверка стабилитрона на плате прибором мультиметр

Каждый радиолюбитель знает, как бывает иногда важно знать, исправна ли та или иная радиодеталь или нет. Не в последнюю очередь это касается стабилитронов. В качестве тестера для проверки электрокомпонентов на предмет наличия напряжения стабилизации служит мультиметр.

Пригодность электродеталей определяется мультиметром

Стабилитрон и его свойства

Для работы электронных схем на выходе нужны стабилизированные показатели напряжения. Они получаются с помощью включения в схему полупроводниковых стабилитронов, которые дают одинаковое выходное напряжение, не зависящее от величины пропускаемого электротока. Без этих элементов многие слаботочные системы не работают. Так, например, почти каждый радиолюбитель хотя бы раз в жизни паял стабилизатор напряжения l7805cv или его аналоги.

Стабилитрон помогает стабилизировать напряжение

У стабилитронов нелинейные вольт-амперные характеристики, по свойствам, а также по внешнему виду (в стекле или металле) они напоминают обычный диод, однако, задачи у них несколько другие. Стабилитроны подключают в схему параллельно с потребителем и, если напряжение резко повышается, ток идет через стабилитрон, и вольтаж в сети выравнивается. Если сильный ток воздействует длительное время, возникает тепловой пробой.

Порядок проверки

Для того чтобы определить, годен ли данный стабилитрон или же вышел из строя, мультиметр надо перевести в режим, которым проверяются диоды (или в режим омметра), – проверка стабилитронов методом прозвона осуществляется аналогичным образом.

Щупы мультиметра подсоединяют к выводам стабилитрона и наблюдают за показаниями индикатора. Проверку следует проводить в двух направлениях:

• плюсовым щупом аппарата прикасаются к катоду детали – на индикаторе показывается бесконечное сопротивление;
• мультиметр подсоединяют к аноду стабилитрона – на экране будет индицироваться сопротивление в единицах или десятках ом (падение напряжения).

Такие показатели появляются потому, что рабочий стабилитрон (как и обычный диод) способен проводить только однонаправленный электрический ток, а проверка не должна вызывать короткое замыкание в сети.

Проверка мультиметром исправного стабилитрона

Если при прозвоне в обоих направлениях мультиметр показывает бесконечное сопротивление, стабилитрон является дефектным, поскольку оборван электронно-дырочный переход, и ток через электродеталь не проходит.

Картина при проверке нерабочего стабилитрона

Обратите внимание! Иногда случается, что при измерениях стабилитрона мультиметром выдается сопротивление в несколько десятков или сотен ом в обоих направлениях. В случае обычных диодов такое положение обозначает, что деталь пробита. Однако, для стабилитрона это неверно, потому что у него имеется напряжение пробоя: при соприкосновении щупа мультиметра с оконцовками стабилитрона сказывается внутреннее напряжение электропитания измерительного прибора. Если его напряжение оказывается больше напряжения пробоя, то на индикаторе появятся показатели многоомного сопротивления.

Так, при напряжении батареи мультиметра в 9 вольт у стабилитронов с напряжением ниже этого значения будет индицироваться пробой. Поэтому специалисты не рекомендуют делать проверку стабилитронов с невысоким стабилизационным напряжением с помощью цифровых мультиметров. Для этих целей лучше подойдет старый добрый тестер – аналог.

Аналоговый тестер старого образца поможет проверить стабилитроны с низким напряжением, избежав пробоя

Как проверить стабилитрон на плате

Если стабилитрон впаян в плату, то порядок его проверки не отличается от того, что применяется для свободного электронного устройства такого типа.

Важно! При измерительных и ремонтных манипуляциях с платой обязательно соблюдать меры безопасности для защиты от электроудара. При прозвоне впаянного стабилитрона все другие элементы, кроме проверяемого, могут выдавать сильно измененные показатели, это тоже необходимо учитывать.

Если при проверке на плате получены сомнительные результаты пригодности стабилитрона, то стоит его выпаять и проверить мультиметром только этот элемент, изолировав его от влияния остальных деталей схемы. Также иногда можно использовать приставку к мультиметру, которую можно спаять своими руками из доступных деталей.

Каждому радиолюбителю желательно знать, как проверить стабилитрон мультиметром, – это поможет собирать работающие схемы и экономить радиодетали, выявляя неработающие. Однако при такой проверке нельзя получить 100%-ный достоверный результат. Гарантию пригодности стабилитрона может дать только включение его в электросхему: если устройство будет работать, значит, стабилизирующий элемент функционирует.

Видео

elquanta.ru

Как проверить диод мультиметром – подробная инструкция

Диоды относятся к популярным и широко применяемым электронным элементам, обладающим различным уровнем проводимости.

Перед тем, как проверить диод мультиметром (прозвонить диод и стабилитрон тестером), нужно узнать особенности такого тестирующего прибора и наиболее важные правила его использования.

Классификация

Диоды представляют собой электропреобразующие и полупроводниковые устройства, имеющие один электрический переход и два выхода в виде р-n-перехода.

Общепринятая в настоящее время классификация таких устройств, следующая:

• в соответствии с назначением, диоды чаще всего бывают устройствами выпрямительного, высокочастотного и сверхвысокочастотного, импульсного, туннельного, обращенного, опорного типа, а также варикапами;
• в соответствии с конструктивно-технологическим характеристиками диоды бывают представлены плоскостными и точечными элементами;
• в соответствии с исходным материалом диоды могут быть германиевого, кремниевого, арсенидо-галлиевого и другого типа.

В соответствии с классификацией, самые важные параметры и характеристики диодов представлены:

• предельно допускаемыми показателями обратного уровня напряжения постоянного типа;
• предельно допускаемыми показателями обратного уровня напряжения импульсного типа;
• предельно допускаемыми показателями прямого тока постоянного типа;
• предельно допускаемыми показателями прямого тока импульсного типа;
• номинальными показателями прямого тока постоянного типа;
• прямым токовым напряжением постоянного типа в условиях номинальных показателей, или так называемым «падением напряжения»;
• постоянным током обратного типа, указываемым в условиях максимально допускаемого обратного напряжения;
• разбросом рабочих частот и ёмкостными показателями;
• уровнем напряжения пробивного типа;
• уровнем теплового корпусного сопротивления, в зависимости от типа установки;
• предельно возможными показателями рассеивающей мощности.

В зависимости от уровня мощности, полупроводниковые элементы могут быть маломощными, мощными или среднего уровня мощности.

При выборе диода нужно помнить, что условное обозначение таких элементов может быть представлено не только стандартной маркировкой, но и УГО, наносимым на электрические схемы, имеющие принципиальное значение.

Проверка выпрямительного диода и стабилитрона

В плане самостоятельного диодного тестирования мультиметром, особый интерес представляет проверка:

• обычных диодов на основе p-n-перехода;
• диодных элементов Шоттки;
• стабилитронов, стабилизирующих потенциал.

Обычное тестирование, в этом случае, позволяет определить только целостность p-n-перехода, и именно по этой причине в таких устройствах рабочая точка должна быть смещена.

Схема простейшего метода проверки напряжения стабилитрона

Достаточно использовать простенькую схему, включающую в себя обычный источник питания и резистор для ограничения тока. Мультиметр при нестандартной проверке применяется для замера напряжения, в условиях плавного повышения питающего потенциала.

Если в условиях повышения напряжения питания отмечается постоянная, а также равная заявленным показателям разница потенциалов, то диодное устройство принято считать рабочим, не подлежащим замене.

Сборка схемы

Стандартная схема, выполняемая посредством навесного монтажа, состоит из нескольких основных элементов, представленных:

Как проверить диод шоттки мультиметром

Особенностью некоторых мультиметров является наличие функции «проверка диода». В таких условиях на приборе отображаются фактические показатели прямого диодного напряжения при токовой проводимости.

Тестер, оснащенный специальной функцией, регистрирует немного заниженный уровень прямого напряжения, что обусловлено незначительной токовой величиной, которая задействована при проверке.

В магазине можно встретить самые разные светодиодные лампы для дома. Как выбрать качественный прибор, знают не все. Если интересно, читайте подробную информацию.

Инструкция по сборке светодиодного фонаря своими руками представлена здесь.

Многие выбрасывают светодиодную лампу, если она сломалась. На самом деле большинство таких приборов можно починить. Все о ремонте светодиодных ламп вы можете почитать по ссылке.

Настройка мультиметра

Тестирование полупроводникового элемента посредством цифрового мультиметра потребует переключения прибора в режим проверки диодов. Альтернативным вариантом, при отсутствии переключения в положение «проверка диода», является тестирование в режиме сопротивления, при диапазоне не более 2,0 кОм.

В таком случае выполняется прямое подключение: красный провод подводится на анод, а черный – на катод. При такой настройке мультимера, замеры показывают сопротивление, равное нескольким сотням Ом, в обратное направление фиксирует разрыв цепи.

Мультиметр UNI-T

Следует отметить, что разные типы диодных устройств могут в значительной степени отличаться показателями прямого напряжения.

Например, для германиевых устройств характерно наличие напряжения в пределах 0,3-0,7 В, а для кремниевых элементов допустимы показатели в 0,7-1,0 В.

Как показывает практика, некоторые виды приборов-тестеров при проверке диодных элементов показывают более низкие значения уровня прямого напряжения.

Менее распространенные сдвоенные диоды отличаются наличием в одном корпусе трёх выводов, общего анода или катода, но проверка таких элементов не имеет отличий от тестирования стандартного диодного устройства.

Включение блока питания

Если проверка работоспособности диодов мультиметром предполагает переключение тестера в положение на значок «диод» с подключением черного щупа на вывод «СОМ», а красного – на вывод «V ΩmA», то наличие блока питания заключается в выявлении следующих неполадок:

• подключение блока сопровождается «дерганьем» питания вентилятора, остановкой, отсутствием выходного напряжения и блокировкой источника питания;
• подключение блока сопровождается пульсацией напряжения на выходе и срабатыванием защиты без блокирования источника питания.

Измерение переменного тока

Достаточно часто признаком утечки на диодах Шоттки становится самопроизвольное отключение питающего блока. Также очень важно учитывать, что неправильная схемотехника на блоках питания, может спровоцировать утечку диодных выпрямителей и перегрузку первичной цепи.

Тестирование заключается в установке предела измерений на значение в 20 К, и замере обратного диодного сопротивления. При таком способе исправный диод показывает на приборе бесконечно большой уровень сопротивления.

Подключение мультиметра

Основные, наиболее распространённые диодные неисправности, могут быть представлены:

• пробоем, сопровождаемым токовой проводимостью вне зависимости от направления, а также фактическим отсутствием сопротивления;
• обрывом, сопровождаемым отсутствием токового проведения;
• утечкой, сопровождаемой наличием незначительного обратного тока.

Методика настройки прибора для проверки и последовательного тестирования является очень простой.

Соединение анода и щупа мультиметра на «+», а также катода и p-n-перехода на «-» должны быть открытыми. В этом случае прибор подаёт характерный звуковой сигнал. Обратный вариант подключения с закрытым p-n-переходом индицируется единицей.

Знаете ли вы, что светодиодные лампы могут иметь разное устройство? Устройство светодиодных ламп на 220 Вольт – типы приборов и способы сборки.

Инструкция по замене люминесцентных ламп на светодиодные представлена тут.

Как показываем практика самостоятельного тестирования, токовое прохождение, независимо от показателей полярности подключения, чаще всего сопровождает короткое замыкание, а отсутствие прозвона в обе стороны наблюдается при разрыве в цепи.

Видео на тему

proprovoda.ru

Как правильно проверить диодный мост мультиметром

Диодный мост есть практически в любой аппаратуре, и выход его из строя – очень распространенная причина поломки электронного прибора. Проверка же и замена диодного моста в мастерской стоят неоправданно дорого. Тем не менее самостоятельно выявить неисправность выпрямительного блока и при необходимости починить или заменить мост можно самостоятельно с минимальными затратами. Для этого нужно знать, как проверить диодный мост. Именно эту задачу мы и постараемся сегодня решить.

Что такое диодный мост и что у него внутри

Прежде чем мы займемся проверкой диодного моста, необходимо узнать, что вообще такое диодный мост и из чего он состоит. Мост представляет собой схему, собранную из четырех диодов, соединенных определенным образом, и служит для преобразования переменного напряжения в постоянное. Используется такая схема практически во всей аппаратуре, питающейся от сети – ведь почти всей электронике для своего питания нужно постоянное напряжение, а в сети оно переменное. Но для начала выясним, что такое диод и какими свойствами он обладает.

Диод и принцип его работы

Диод – двухэлектродный полупроводниковый прибор, способный проводить ток только в одном направлении. Его часто так и называют – полупроводник. Если включить полупроводник в цепь постоянного тока анодом к плюсовому выводу источника питания, то через него потечет ток. Если к минусовому – тока в цепи не будет. Во втором случае говорят, что диод закрыт. А теперь включим наш полупроводник в цепь переменного напряжения.

Выпрямление переменного напряжения при помощи полупроводников

Из рисунка хорошо видно, что полупроводник пропустил положительную полуволну и срезал отрицательную. Если включить его в другой полярности, то срезанной окажется положительная полуволна.

Чем диодный мост лучше диода

Теоретически используя лишь один полупроводник, ты смог бы преобразовать переменное напряжение в постоянное. Практически же ты получишь на выходе сильно пульсирующее напряжение, которое мало годится для питания электронных схем. Но если включить несколько диодов определенным образом, то лишнюю полуволну можно не срезать, а в буквальном смысле перевернуть ее. А теперь взгляни на схему ниже:

Диодный мост по схеме Гретца

При положительной полуволне работают диоды под номером 1 и 3: первый пропускает плюс, второй – минус. Полупроводники 2 и 4 в это время заперты и в процессе не участвуют – к ним приложено обратное напряжение, и сопротивление их pn-переходов велико. При отрицательной полуволне в работу включаются диоды 2 и 4. Первый перенаправляет отрицательную полуволну на положительный выход, второй служит минусом. На этом этапе запираются приборы 1 и 3. В результате отрицательная полуволна не пропадает, а просто переворачивается:

Результат работы мостового выпрямителя

Вот так при помощи трех дополнительных полупроводников мы повысили эффективность выпрямления вдвое. Конечно, напряжение на выходе все равно пульсирующее, но с такой пульсацией легко справится сглаживающий конденсатор относительно небольшой емкости.

К содержанию

Как найти диодный мост на плате

Прежде чем прозвонить диодный мост, его необходимо сначала найти на плате. Для этого, конечно, нужно знать, как он может выглядеть. Внешний вид у него зависит от разновидности корпуса. Выпрямители могут состоять как из четырех отдельных полупроводников, впаянных рядышком, так и из диодов, собранных в одном корпусе. Такой сборный прибор так и называют – выпрямительная сборка. Вот лишь несколько видов таких сборок:

Внешний вид выпрямительной диодной сборки

Несмотря на обилие форм, распознать интегральный диодный мост несложно. Он, как ты заметил, четырехвыводной, и два его вывода отмечены знаками «+» и «-». Это выход выпрямителя. На входные выводы подается переменное напряжение, поэтому они обозначаются символом «~», буквами «АС» (аббревиатура от английского «переменный ток») либо могут не обозначаться совсем.

Располагается диодный мост рядом с проводами подачи переменного напряжения: с трансформатора либо для импульсных блоков питания непосредственно из розетки (сетевой шнур).

Мнение эксперта

Алексей Бартош

Задать вопрос эксперту

Как правило, рядом с выпрямителем ставится сглаживающий электролитический конденсатор – такой бочонок относительно больших размеров.

На рисунках, приведенных ниже, выпрямительные диодные мосты обозначены зеленой стрелкой:

Примеры расположения выпрямительных диодных сборок и мостов на дискретных элементах к содержанию

Как проверить диодный мост

Проверить диодный мост можно двумя способами:

1. При помощи тестера (мультиметра).
2. При помощи лампочки.

Первый способ, конечно, предпочтительнее: он весьма точен и безопасен для диодного моста. Но если с мультиметром проблемы, то можно воспользоваться лампой от карманного фонаря и батарейкой на напряжение 5-12 В.

Теперь если диодный мост найден, прежде всего нужно провести внешний осмотр всей платы устройства. Элементы должны иметь естественный цвет, не быть обуглены или разрушены. Осмотри место пайки и целостность дорожек: важно, чтобы ничего не отпаялось и не лопнуло. Заодно внимательно осмотри электролитические конденсаторы (те самые бочонки). Они тоже должны быть в порядке: не поврежденные и не вздувшиеся. Если какой-то конденсатор вздулся или взорвался, его надо выпаять – все равно он потребует замены, чтобы не мешал проведению измерений.

Если конденсатор взорвался, после его демонтажа всю плату нужно тщательно промыть спиртом. Разлетевшиеся части конденсатора – это электролит, который не только проводит ток, но и имеет свойства кислоты.

Прозвонка диодного моста при помощи тестера

Теперь переходим к проверке, или, как говорят, к прозвонке диодного моста, которую нередко приходится проводить в два этапа:

1. Предварительная прозвонка на месте.
2. Точная проверка.

Первый этап удобен тем, что диодный мост можно не выпаивать, а проверять его прямо в схеме. Второй метод более трудоемок, но в случае неудачи с первым вариантом поможет провести точную проверку.

Для работы нам понадобится тестер: стрелочный или цифровой. В первом случае прибор должен уметь измерять сопротивление, во втором – иметь режим проверки полупроводников. Этот режим обозначается значком диода:

Проверить диодный мост можно лишь в этом положении переключателя

Мнение эксперта

Алексей Бартош

Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.

Задать вопрос эксперту

Никогда не проверяй полупроводниковые приборы цифровым тестером в режиме измерения сопротивления. В этом режиме практически все подобные приборы проводят измерение переменным током, и прозвонка полупроводников ничего не покажет.

Прозвонка диодного моста на месте

Итак, стрелочный прибор переводим в режим сопротивления на предел измерения около 1 кОм, цифровой включаем на проверку диодов. Теперь вспоминаем схему диодного моста:

Электрическая схема диодного моста

Твоя задача – прозвонить каждый из диодов, подключив к нему щупы тестера сначала в одной, а потом в другой полярности. Как видно из схемы, добраться до каждого диодика в отдельности не составляет труда, достаточно лишь выбрать соответствующие ножки сборки. Если выпрямитель собран на отдельных полупроводниках, проблемы вообще нет: просто прозванивай каждый, касаясь щупами прибора его выводов.

Что говорят измерения после прозвонки? Для каждого из отдельных полупроводников результат измерений должен быть следующим: в одном направлении тестер показывает маленькое сопротивление (значение около 200-700 Ом), в другом невозможно прозвонить вообще – прибор показывает «бесконечность».

Мнение эксперта

Алексей Бартош

Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.

Задать вопрос эксперту

На самом деле цифровой тестер в режиме проверки диодов показывает не сопротивление цепи, а величину падения напряжения на открытом диоде. Это имеет большое значение для измерения параметров полупроводников, но совершенно не существенно для прозвонки. Таким образом, алгоритм работы с любым типом тестера одинаков, а напряжение падения можешь принимать хоть за милливольты, хоть за Омы.

Если самостоятельно вычислить каждый из диодов по выводам тебе сложно, то ориентируйся на картинку ниже, в которой в качестве примера показана прозвонка диодной сборки GBU25M.

Прозвонка диодного моста при помощи мультиметра

Обрати внимание, что цифры на экране тестера, изображенного на рисунке, условны. Падение напряжения на диоде и его сопротивление могут колебаться и зависят от типа полупроводника и его рабочего напряжения.

Точная проверка

Если результаты твоих измерений совпали с теми, которые описал я, то диодный мост можно считать исправным. Но если что-то пошло не так и ты не получил желаемых результатов, то диодный мост придется выпаять и провести проверку еще раз. Дело в том, что большинство схемотехнических решений предусматривают «обвязку» выпрямителя дополнительными элементами: конденсаторами, фильтрами, катушками и пр. Все это может внести искажения в измерения, и ты просто не увидишь, почему и что не так.

Включаем паяльник и выпаиваем диодный мост. Если он состоит из отдельных диодов, то их достаточно отпаять лишь с одной стороны, приподняв по одной ножке каждого диода над платой. Теперь проводи повторное измерение. Методика та же, что и в первом случае: каждый из диодов прозванивай в обе стороны, меняя полярность подключения щупов прибора.

Если и сейчас показания прибора не соответствуют норме, можно с полной уверенностью сказать, что сборка или отдельный диод неисправны. Если в обоих направлениях измерения высокие значения сопротивления, переход диода выгорел, он в обрыве. Звонится в обе стороны – диод пробит, замкнут накоротко. Если пробита диодная сборка, то придется заменить ее целиком. Если диоды стоят отдельно, достаточно заменить неисправный прибор однотипным.

Мнение эксперта

Алексей Бартош

Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.

Задать вопрос эксперту

В Интернете полно поисковых запросов типа «как проверить диодный мост индикаторной отверткой». Индикаторная отвертка, точнее, указатель напряжения предназначен для абсолютно других целей, и проверять диоды с его помощью не только бессмысленно, но и опасно!

Прозвонка моста индикаторной лампой

Если в твоем распоряжении не оказалось мультиметра, то для проверки диодного моста можно обойтись и подручными средствами: лампочкой и батарейкой. Тебе понадобится батарейка или кассета с несколькими пальчиковыми батарейками с общим напряжением 5-12 В и маломощная лампочка накаливания приблизительно с таким же, как у батареи, напряжением питания.

Лампу нужно брать минимальной мощности, чтобы не сжечь диод чрезмерно большим током. Подойдет, к примеру, лампочка от маломощного карманного фонаря. Если в качестве батареи ты используешь аккумулятор на 12 В, то подойдет и лампочка от подсветки приборной панели или габаритных фар («подфарников»).

Ты, конечно, помнишь, что диод проводит ток в одну сторону, поэтому взгляни на две предложенные мной схемы:

Схема проверки диода при помощи лампы накаливания

На схеме слева диод включен в прямом направлении и пропускает ток – лампа должна загореться. На правом рисунке диод включен в обратном направлении и тока не пропускает – лампа погашена. Понял идею? Собирай тестер и щупами А1 и А2 прозванивай диодный мост, ориентируясь не на экран мультиметра, а на лампу. Горит – маленькое сопротивление, погашена – большое. Вот и вся хитрость.

К содержанию

Проверка диодного моста генератора автомобиля

Если у тебя есть автомобиль, то тебя наверняка заинтересует этот раздел статьи. Выход из строя генератора авто – серьезная проблема, решение которой стоит немалых денег. Но и тут причиной поломки может оказаться неисправность диода выпрямительного моста, который установлен в генераторе. А это значит, что вопрос можно попытаться решить своими силами. Взглянем на упрощенную схему генератора:

Схема диодного моста генератора автомобиля

Перед тобой такой же диодный мост, только трехфазный, с шестью, а не с четырьмя диодами. Это означает, что прозвонить его не составит никакого труда!

Итак, разбирай генератор и снимай диодный мост, который выглядит примерно вот так:

Диодный мост автомобильного генератора

Зелеными стрелками я отметил силовые диоды, но еще есть три вспомогательных, они помечены красными стрелками. Звонить будем и те и другие – все на виду и легкодоступны.

Промывай подковку в бензине, чтобы смыть всю грязь и масло, которые могут быть причиной неисправности. Когда мост высохнет, начинай прозванивать каждый диод, используя методику, описанную выше. Для работы можно использовать как мультиметр, так и лампу от габаритов в комплекте с автомобильным аккумулятором.

Мнение эксперта

Алексей Бартош

Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.

Задать вопрос эксперту

Обрати внимание! Диоды, стоящие на разных подковках, только с виду одинаковые. На самом деле у одних на центральном выводе анод, у других – катод. Это сделано для того, чтобы диоды можно было расположить на одной подковке, одновременно исполняющей роль радиатора, без изолирующих прокладок.

К содержанию

Техника безопасности

Подавляющее большинство современной аппаратуры имеет импульсные высоковольтные блоки питания. Это означает, что диодные мосты в них работают под напряжением до 300 В. Поэтому, прежде чем начать измерение, отключи прибор от сети и, главное, разряди сглаживающие электролитические конденсаторы, которые могут «держать» опасный для жизни заряд часами. Для наглядности я пометил их красными стрелками:

Плата блока питания ПК с диодным мостом и сглаживающими конденсаторами

Чтобы разрядить их, замкни на секунду выводы конденсатора отверткой, держа ее за изолирующую ручку. В противном случае ты не только сожжешь мультиметр, но и можешь попасть под смертельное напряжение.

И последний совет: после ремонта прибора не спеши втыкать сетевую вилку в розетку. Для начала включи его в сеть через лампу накаливания мощностью 150-200 Вт. Если все сделано правильно, лампа будет едва светиться. О неудавшемся ремонте лампа просигнализирует тебе ярким светом в полный накал, указывающим на короткое замыкание.

Делая всевозможные сетевые переключения, береги глаза. Очень многие элементы импульсных блоков питания при неудачном ремонте способны взрываться не хуже осколочной гранаты. А разрыв электролитического конденсатора, как я уже писал выше, грозит огромным разлетом не только осколков алюминия и клочьев бумаги, но и разбрызгиванием кислоты.

Вот ты и научился проверять исправность диодных мостов. Надеюсь, в будущем эти знания будут полезны и сохранят не только твои деньги и время, но и нервы. Провести самостоятельную дефектовку электронного прибора, а затем и его ремонт – это круто. Не так ли? Пиши ответ в комментариях

Чтобы определить исправность диода можно воспользоваться приведённой далее методикой его проверки цифровым мультиметром.

Но для начала вспомним, что представляет собой полупроводниковый диод.

Полупроводниковый диод – это электронный прибор, который обладает свойством однонаправленной проводимости.

У диода имеется два вывода. Один называется катодом, он является отрицательным. Другой вывод – анод. Он является положительным.

На физическом уровне диод представляет собой один p-n переход.

Напомню, что у полупроводниковых приборов p-n переходов может быть несколько. Например, у динистора их три! А полупроводниковый диод, по сути является самым простым электронным прибором на основе всего лишь одного p-n перехода.

Запомним, что рабочие свойства диода проявляются только при прямом включении. Что значит прямое включение? А это означает, что к выводу анода приложено положительное напряжение (+ ), а к катоду – отрицательное, т.е. (– ). В таком случае диод открывается и через его p-n переход начинает течь ток .

При обратном включении, когда к аноду приложено отрицательное напряжение (– ), а к катоду положительное (+ ), то диод закрыт и не пропускает ток .

Так будет продолжаться до тех пор, пока напряжение на обратно включённом диоде не достигнет критического, после которого происходит повреждение полупроводникового кристалла. В этом и заключается основное свойство диода – односторонняя проводимость.

У подавляющего большинства современных цифровых мультиметров (тестеров) в функционале присутствует возможность проверки диода. Эту функцию также можно использовать для проверки биполярных транзисторов . Обозначается она в виде условного обозначения диода рядом с разметкой переключателя режимов мультиметра.

Небольшое примечание! Стоит понимать, что при проверке диодов в прямом включении на дисплее показывается не сопротивление перехода, как многие думают, а его пороговое напряжение ! Его ещё называют падением напряжения на p-n переходе . Это напряжение, при превышении которого p-n переход полностью открывается и начинает пропускать ток. Если проводить аналогию, то это величина усилия, направленного на то, чтобы открыть “дверь” для электронов. Это напряжение лежит в пределах 100 – 1000 милливольт (mV). Его то и показывает дисплей прибора.

В обратном включении, когда к аноду подключен минусовой (– ) вывод тестера, а к катоду плюсовой (+ ), то на дисплее не должно показываться никаких значений. Это свидетельствует о том, что переход исправен и в обратном направлении ток не пропускает.

В документации (даташитах) на импортные диоды пороговое напряжение именуется как Forward Voltage Drop (сокращённо V f ), что дословно переводится как “падение напряжения в прямом включении “.

Само по себе падение напряжения на p-n переходе нежелательно. Если помножить протекающий через диод ток (прямой ток) на величину падения напряжения, то мы получим ни что иное, как мощность рассеивания – ту мощность, которая бесполезно расходуется на нагрев элемента.

Узнать подробнее о параметрах диода можно .

Проверка диода.

Чтобы было более наглядно, проведём проверку выпрямительного диода 1N5819. Это диод Шоттки . В этом мы скоро убедимся.

Обращаю внимание на то, что во время измерения нельзя держать выводы проверяемого элемента и металлические щупы двумя руками. Это грубая ошибка. В таком случае мы измеряем не только параметры диода, но и сопротивление своего тела. Это может существенно повлиять на результат проверки.

Держать щупы и выводы элемента можно только одной рукой! В таком случае в измерительную цепь включен только сам измерительный прибор и проверяемый элемент. Данная рекомендация справедлива и при измерении сопротивления резисторов, а также при проверке конденсаторов . Не забывайте об этом важном правиле!

Итак, проверим диод в прямом включении. При этом плюсовой щуп (красный ) мультиметра подключаем к аноду диода. Минусовой щуп (чёрный ) подключаем к катоду. На фотографии, показанной ранее, видно, что на цилиндрическом корпусе диода нанесено белое кольцо с одного края. Именно с этой стороны у него вывод катода. Таким образом маркируется вывод катода у большинства диодов импортного производства.

Как видим, на дисплее цифрового мультиметра показалось значение порогового напряжения для 1N5819. Так как это диод Шоттки, то его значение невелико – всего 207 милливольт (mV).

Теперь проверим диод в обратном включении. Напоминаем, что в обратном включении диод ток не пропускает. Забегая вперёд, отметим, что и в обратном включении через p-n переход всё-таки протекает небольшой ток. Это так называемый обратный ток (I обр ). Но он настолько мал, что его обычно не учитывают.

Поменяем подключение диода к измерительным щупам мультиметра. Красный щуп подключаем к катоду, а чёрный к аноду.

На дисплее покажется “1 ” в старшем разряде дисплея. Это свидетельствует о том, что диод не пропускает ток и его сопротивление велико. Таким образом, мы проверили диод 1N5819 и он оказался полностью исправным.

Многие задаются вопросом: “Можно ли проверить диод не выпаивая его из платы?” Да, можно. Но в таком случае необходимо выпаять из платы хотя бы один его вывод. Это нужно сделать для того, чтобы исключить влияние других деталей, которые соединены с проверяемым диодом.

Если этого не сделать, то измерительный ток потечёт через все, в том числе, и через связанные с ним элементы. В результате тестирования показания мультиметра будут неверными!

В некоторых случаях данным правилом можно пренебречь, например, когда чётко видно, что на печатной плате нет таких деталей, которые могут повлиять на результат проверки.

Неисправности диода.

У диода есть две основные неисправности. Это пробой перехода и его обрыв .

Пробой . При пробое диод превращается в обычный проводник и свободно пропускает ток хоть в прямом направлении, хоть в обратном. При этом, как правило, пищит буззер мультиметра, а на дисплее показывается величина сопротивления перехода. Это сопротивление очень мало и составляет несколько ом, а то и вообще равно нулю.

Обрыв . При обрыве диод не пропускает ток ни в прямом, ни в обратном включении. В любом случае на дисплее прибора – “1 “. При таком дефекте диод представляет собой изолятор. “Диагноз” – обрыв можно случайно поставить и исправному диоду. Особенно легко это сделать, когда щупы тестера порядком изношены и повреждены. Следите за исправностью измерительных щупов, провода у них ох какие “жиденькие” и при частом использовании легко рвутся.

А теперь пару слов о том, как по значению порогового напряжения (падению напряжения на переходе – Forward Voltage Drop (V f )) можно ориентировочно судить о типе диода и материале из которого он изготовлен.

Вот небольшая подборка, составленная из конкретных диодов и соответствующих им величин V f , которые были получены при их тестировании мультиметром. Все диоды были предварительно проверены на исправность.

Марка диода

диодного моста . Германиевые диоды имеют прямое падение напряжения равное 300 – 400 милливольт. Например, проверенный нами точечный германиевый диод Д9, который ранее применялся в качестве детектора в радиоприёмниках, имеет пороговое напряжение около 400 милливольт. Диоды Шоттки имеют V f в районе 100 – 250 mV; У германиевых диодов V f , как правило, равно 300 – 400 mV; Кремниевые диоды имеют самое большое падение напряжения на переходе равное 400 – 1000 mV. Таким образом, с помощью описанной методики можно не только определить исправность диода, но и ориентировочно узнать, из какого материала и по какой технологии он изготовлен. Определить это можно по величине V f . Возможно, после прочтения данной методики у вас появится вопрос: “А как же проверить диодный мост?” На самом деле, очень просто. Об этом я уже рассказывал .

Диодный мост – это… Что такое Диодный мост?

Дио́дный мо́ст — электрическая схема, предназначенная для преобразования («выпрямления») переменного тока в пульсирующий. Такое выпрямление называется двухполупериодным^[1].

Схема включения

Выполняется по мостовой схеме Гретца. Изначально она была разработана с применением радиоламп, но считалась сложным и дорогим решением, вместо неё применялась схема Миткевича со сдвоенной вторичной обмоткой в питающем выпрямитель трансформаторе. Сейчас, когда полупроводники очень дёшевы, в большинстве случаев применяется мостовая схема.

Вместо диодов в схеме могут применяться вентили любых типов — например селеновые столбы, принцип работы схемы от этого не изменится.

Порядок работы

На вход (Input) схемы подаётся переменное напряжение (обычно, но не обязательно синусоидальное). В каждый из полупериодов ток проходит только через 2 диода, 2 других — заперты:

При выпрямлении 3-фазного тока 3-фазным выпрямителем результат получается ещё более «гладким»

В результате, на выходе (DC Output) получается напряжение, пульсирующее с частотой, вдвое большей частоты питающего напряжения:

Красным — исходное синусоидальное напряжение , зелёным — однополупериодное выпрямление (для сравнения), синим — рассматриваемое двухполупериодное

Выпрямитель

Подключение конденсатора

Практически, для получения постоянного (а не пульсирующего) напряжения, схему надо дополнить фильтром на конденсаторе, а также, возможно, дросселем и стабилизатором напряжения.

Преимущества

Двухполупериодное выпрямление с помощью моста (по сравнению с однополупериодным) позволяет:

• получить на выходе напряжение с повышенной частотой пульсаций, которое проще сгладить фильтром на конденсаторе
• избежать постоянного тока подмагничивания в питающем мост трансформаторе
• увеличить его КПД, что позволяет сделать его магнитопровод меньшего сечения.

Недостатки

• Происходит двойное падение напряжения по сравнению с однополупериодным выпрямлением (прямое напряжение диода × 2 ≈ 1 В), это иногда нежелательно.
• При перегорании одного из диодов схема превращается в однополупериодную, что может быть не замечено вовремя, и в устройстве появится скрытый дефект.

Конструкция

Внешний вид однокорпусных мостов

Мосты могут быть изготовлены из отдельных диодов, и могут быть выполнены в виде монолитной конструкции (диодная сборка).

Монолитная конструкция, как правило, предпочтительнее — она дешевле и меньше по объёму (хотя не всегда той формы, которая требуется). Диоды в ней подобраны на заводе и наверняка имеют одинаковые параметры и при работе находятся в одинаковом тепловом режиме. Сборку проще монтировать.

В монолитной конструкции при выходе из строя одного диода приходится менять весь монолит. В конструкции из отдельных диодов может меняться только один диод. Какую конструкцию применить решает конструктор, в зависимости от назначения устройства.

Маркировка

В СССР/России:

• материал диодов:

• Ц — мост
• число (2…4 цифры) Обозначают порядковый номер разработки данного типа моста.
• буква

См. также

Ссылки

Примечания

1. ↑ Однополупериодным выпрямителем называется выпрямление с помощью 1 диода.

Мостовой выпрямитель – определение, изготовление и работа

Раньше собираясь мостовой выпрямитель, нам нужно знать, что на самом деле выпрямитель есть и зачем нужен выпрямитель. Так Сначала давайте посмотрим на эволюцию выпрямителей.

Эволюция выпрямители

Выпрямители находятся в основном подразделяется на три типа: полуволна выпрямитель, Центр двухполупериодный выпрямитель с отводом и мостовой выпрямитель.Все у этих трех выпрямителей есть общая цель – преобразовать Чередование Ток (переменный ток) в постоянный Ток (постоянный ток).

Нет все эти три выпрямителя эффективно преобразуют Переменный ток (AC) в постоянный ток (DC), только двухполупериодный выпрямитель с центральным ответвлением и мостовой выпрямитель эффективно преобразовывать переменный ток (AC) в постоянный Ток (постоянный ток).

В однополупериодный выпрямитель, допускается только 1 полупериод и оставшаяся половина цикла заблокирована. В результате почти половина приложенная мощность тратится на полуволновой выпрямитель. В в дополнение к этому, выходной ток или напряжение производимый однополупериодным выпрямителем – это не чистый постоянный ток, а пульсирующий постоянный ток, который не очень полезен.

В чтобы преодолеть эту проблему, ученые разработали новый тип выпрямителя, известный как двухполупериодный с отводом по центру выпрямитель.

Основным преимуществом двухполупериодного выпрямителя с отводом по центру является то, что пропускает электрический ток как во время положительного, так и отрицательного полупериоды входного сигнала переменного тока.В результате DC выходная мощность двухполупериодного выпрямителя с отводом в два раза больше то из полуволнового выпрямителя. В дополнение к этому DC выход двухполупериодного выпрямителя с центральным ответвлением содержит очень меньше ряби. В результате выход постоянного тока центра двухполупериодный выпрямитель с ответвлениями более плавный, чем полуволновой выпрямитель.

Однако двухполупериодный выпрямитель с центральным ответвлением имеет один недостаток: трансформатор с центральным отводом, используемый в нем, очень дорого и занимает большую площадь.

Кому сократить эти дополнительные расходы, ученые разработали новый тип выпрямитель, известный как мостовой выпрямитель. В мостовом выпрямителе, центральный кран не требуется. Если уйти или подняться напряжения не требуется, тогда даже трансформатор можно устранен в мостовом выпрямителе.

выпрямительный КПД мостового выпрямителя практически равен к центру двухполупериодного выпрямителя.Единственное преимущество мостового выпрямителя над двухполупериодным выпрямителем с отводом по центру это снижение стоимости.

В мостовой выпрямитель, вместо использования центрального отвода трансформатор, используются четыре диода.

Сейчас мы получаем представление о трех типах выпрямителей. Половина волновой выпрямитель и двухполупериодный выпрямитель с отводом по центру (двухполупериодный выпрямитель) уже обсуждались в предыдущем учебные пособия.В этом уроке основное внимание уделяется мосту. выпрямитель.

Let’s взгляните на мостовой выпрямитель…!

Мост выпрямитель определение

А мостовой выпрямитель – это тип двухполупериодного выпрямителя, в котором используется четыре или более диодов в конфигурации мостовой схемы для эффективного преобразовать переменный ток (AC) в постоянный ток (ОКРУГ КОЛУМБИЯ).

Мост выпрямитель строительный

строительство Схема мостового выпрямителя показана на рисунке ниже. Мостовой выпрямитель состоит из четырех диодов. а именно D ₁ , D ₂ , D ₃ , D ₄ и нагрузочный резистор R _L . Четыре диода подключены в конфигурации с замкнутым контуром (мостом) к эффективно преобразовывать переменный ток (AC) в постоянный Ток (постоянный ток).Главное достоинство этой мостовой схемы конфигурация такова, что нам не нужен дорогой центр трансформатор с ответвлениями, что снижает его стоимость и габариты.

входной сигнал переменного тока подается на две клеммы A и B и выходной сигнал постоянного тока получается через нагрузочный резистор R _L , который подключается между клеммами C и Д.

четыре диода D ₁ , D ₂ , D ₃ , D ₄ расположены последовательно только с двумя диодами, что позволяет электрическому ток в течение каждого полупериода. Например, диоды D ₁ и D ₃ рассматриваются как одна пара, что позволяет электрический ток в течение положительного полупериода, тогда как диоды D ₂ и D ₄ считаются другая пара, которая пропускает электрический ток во время отрицательный полупериод входного сигнала переменного тока.

Как мост выпрямитель работает?

Когда входной сигнал переменного тока подается на мостовой выпрямитель, во время положительного полупериода диоды D ₁ и D ₃ имеют прямое смещение и пропускают электрический ток, в то время как диоды D ₂ и D ₄ имеют обратное смещение и блокирует электрический ток.С другой стороны, во время отрицательные полупериодные диоды D ₂ и D ₄ имеют прямое смещение и пропускают электрический ток, а диоды D ₁ и D ₃ имеют обратное смещение и блокирует электрический ток.

Во время положительный полупериод, клемма A становится положительной в то время как клемма B становится отрицательной.Это вызывает диоды D ₁ и D ₃ с прямым смещением и при при этом вызывает диоды D ₂ и D ₄ обратный смещенный.

направление тока в течение положительного полупериода равно показано на рисунке A (то есть от A до D, от C до B).

Во время отрицательный полупериод, клемма B становится положительной в то время как клемма A становится отрицательной.Это вызывает диоды D ₂ и D ₄ с прямым смещением и на при этом вызывает диоды D ₁ и D ₃ обратный смещенный.

показано текущее направление потока во время отрицательного полупериода на рисунке B (то есть от B до D, от C до A).

От два вышеупомянутых рисунка (A и B), мы можем заметить, что направление тока через резистор нагрузки R _L то же самое в течение положительного полупериода и отрицательного полупериода цикл.Следовательно, полярность выходного сигнала постоянного тока то же самое как для положительных, так и для отрицательных полупериодов. Выход Полярность сигнала постоянного тока может быть либо полностью положительной, либо отрицательный. В нашем случае это полностью положительно. Если направление диодов перевернут, то мы получаем полный отрицательный постоянный ток Напряжение.

Таким образом, мостовой выпрямитель пропускает электрический ток во время обоих положительные и отрицательные полупериоды входного сигнала переменного тока.

формы выходных сигналов мостового выпрямителя показаны на рисунок ниже.

Характеристики из мостовой выпрямитель

Peak Inverse Напряжение (PIV)

максимальное напряжение, которое диод может выдержать при обратном смещении состояние называется пиковым обратным напряжением (PIV)

или

максимальное напряжение, которое может выдержать непроводящий диод называется пиковым обратным напряжением (PIV).

Во время положительный полупериод, диоды D ₁ и D ₃ находятся в проводящем состоянии, а диоды D ₂ и D ₄ находятся в непроводящем состоянии. На с другой стороны, во время отрицательного полупериода диоды D ₂ и D ₄ находятся в проводящем состоянии, в то время как диоды D ₁ и D ₃ находятся в непроводящее состояние.

Пиковое обратное напряжение (PIV) для мостового выпрямителя дано по

PIV = V _Smax

Коэффициент пульсации

гладкость выходного сигнала постоянного тока измеряется с использованием известного коэффициента как фактор пульсации. Выходной сигнал постоянного тока с очень меньшим рябь рассматривается как плавный сигнал постоянного тока, в то время как выходной сигнал постоянного тока с высокой пульсацией считается высоким пульсирующий сигнал постоянного тока.

Пульсация фактор математически определяется как отношение пульсации напряжения к чистое постоянное напряжение.

коэффициент пульсаций для мостового выпрямителя равен

.

коэффициент пульсаций мостового выпрямителя составляет 0,48, что равно в качестве двухполупериодного выпрямителя с отводом по центру.

Выпрямитель эффективность

выпрямитель КПД определяет, насколько эффективно выпрямитель преобразует Переменный ток (AC) в постоянный ток (DC).

Высокая выпрямитель КПД указывает на самый надежный выпрямитель, в то время как низкий КПД выпрямителя указывает на плохой выпрямитель.

Выпрямитель эффективность определяется как отношение выходной мощности постоянного тока к мощности переменного тока. входная мощность.

Максимальный выпрямительный КПД мостового выпрямителя – 81.2% который аналогичен двухполупериодному выпрямителю с отводом по центру.

Преимущества выпрямительного моста

Низкий пульсации в выходном сигнале постоянного тока

Выходной сигнал постоянного тока мостового выпрямителя более плавный, чем однополупериодный выпрямитель. Другими словами, мост выпрямитель имеет меньше пульсаций по сравнению с полуволновым выпрямитель.Однако коэффициент пульсации моста Выпрямитель такой же, как двухполупериодный выпрямитель с отводом по центру.

Высокая выпрямитель эффективность

выпрямитель КПД мостового выпрямителя очень высок по сравнению с к однополупериодному выпрямителю. Однако выпрямитель КПД мостового выпрямителя и двухполупериодного отвода с центральным ответвлением выпрямитель такой же.

Низкий потеря мощности

В однополупериодный выпрямитель только на один полупериод входного переменного тока сигнал разрешен, а оставшийся полупериод ввода Сигнал переменного тока заблокирован. В результате почти половина приложенная входная мощность тратится впустую.

Однако в мостовом выпрямителе допускается наличие электрического тока в течение как положительных, так и отрицательных полупериодов ввода Сигнал переменного тока.Таким образом, выходная мощность постоянного тока почти равна входная мощность переменного тока.

Недостатки из мостовой выпрямитель

Мост выпрямитель схема выглядит очень сложной

В полуволновой выпрямитель, используется только один диод, тогда как в двухполупериодном выпрямителе с отводом по центру используются два диода. Но в мостовом выпрямителе мы используем четыре диода для схема работы.Так выглядит схема мостового выпрямителя более сложный, чем однополупериодный выпрямитель и с отводом по центру двухполупериодный выпрямитель.

Подробнее потеря мощности по сравнению с полной волной с центральным ответвлением выпрямитель

В электронный цепей, чем больше диодов мы используем, тем больше будет падение напряжения происходить. Потери мощности в мостовом выпрямителе почти равны двухполупериодный выпрямитель с отводом по центру.Однако в мосту выпрямитель, падение напряжения немного выше по сравнению с двухполупериодный выпрямитель с отводом по центру. Это связано с двумя дополнительные диоды (всего четыре диода).

В двухполупериодный выпрямитель с отводом по центру, проводит только один диод в течение каждого полупериода. Значит падение напряжения в цепи составляет 0,7 вольт. Но в мостовом выпрямителе два диода, которые соединены последовательно в течение каждого полупериода.Так падение напряжения происходит из-за двух диодов, что равно 1,4 вольта (0,7 + 0,7 = 1,4 вольта). Однако потеря мощности из-за этого падение напряжения очень мало.

“Это статья посвящена только мостовому выпрямителю. Если хотите читайте про мостовой выпрямитель с посещением фильтра: мостовой выпрямитель с фильтром «

Идея дизайна

: Мост выпрямителя

Маститый двухполупериодный выпрямительный мост (рис.1) это обычная, знакомая схема для преобразования входного переменного напряжения в выходное постоянное. Напряжение. Это также полезно для перевода входного постоянного тока произвольной полярности. в выход постоянного тока известной полярности, как это обычно требуется в электронном телефоны или другие телефонные устройства, и имеет приложение для защиты от инверсия батареи в цепях с батарейным питанием.

Фиг.1

Недостатком классического четырехдиодного выпрямительного моста является неизбежный прямое падение напряжения (V _f ) на двух диодах при протекании тока.С обычными кремниевыми диодами это обычно может составлять 1,5 В или более. Результатом этого является потеря энергии и снижение эффективности источника питания. приложений, или потеря рабочего напряжения в телефонии или с питанием от батареи Приложения.

В частности, в телефонных приложениях устройство может иметь для него доступно всего 4 В при наихудших условиях петлевого тока и длина строки. Поскольку большинство интегральных схем, телефонных или иных, решительно недружелюбно относится к реверсам питания, это обычная практика для электроника с питанием от сети должна быть окружена двухполупериодным выпрямительным мостом в чтобы гарантировать полярность питания.Но только с 4 вольтами линии напряжения, падение на 1,5 вольта в выпрямителе оставит только 2,5 вольт для электроника!

Аналогичным образом, в цепях с батарейным питанием часто случается, что потеря эффективность, вызванная последовательными диодами для защиты от случайного заряда батареи разворот недопустим.

Схема на рис.2 устраняет этот недостаток заменой диодов. с МОП-транзисторами. Четыре полевых МОП-транзистора соединены таким образом, чтобы проводить в противостоящие пары.Какая пара проводит, зависит от полярности приложенное напряжение. Проводящая пара предназначена для регулирования приложенного напряжения до соответствующие выходные клеммы, чтобы всегда поддерживать одинаковую полярность при выход. Другими словами, схема выпрямляется.

Фиг.2

Интересно, что если посмотреть на собственные диоды сток-исток корпуса полевые МОП-транзисторы, игнорируя сами полевые МОП-транзисторы, они образуют обычные конфигурация выпрямительного моста.Действительно, когда напряжение подается впервые, схема действует так же, как и обычный выпрямительный мост, в том, что передний падение напряжения двух диодов (2V _f ) появляется между входом и выход. Но как только приложенное напряжение превышает порог включения двух МОП-транзисторы (или, точнее, сумма порога N-канала и P-канала порог), соответствующая пара полевых МОП-транзисторов включается, эффективно обходя пара диодов, которая проводит. Падение напряжения моста теперь является функцией сопротивления сток-исток (R _{DS (on)} ), что, с современными полевыми МОП-транзисторами, чертовски хорошо! В приложениях телефонной линии падение напряжения в диапазоне милливольт может быть легко достигнуто.Также с низкопороговые полевые МОП-транзисторы, достигающие в наши дни пороговых значений в диапазоне 1 вольт, возможно построить мост, в котором включение MOSFET происходит вскоре после диод загорается при нарастании приложенного напряжения.

Ограничение схемы, как показано, состоит в том, что приложенное напряжение не может превышают номинальное напряжение затвор-исток (В _GS ) полевых МОП-транзисторов. Обычно это 20 вольт. Для приложений с более высоким напряжением можно поставьте резистор последовательно с каждым затвором и используйте стабилитрон между затвором и источник каждого полевого МОП-транзистора, чтобы ограничить V _GS , испытываемый любым отдельный МОП-транзистор, как показано на рис.3. С таким положением основное ограничение на применяемые напряжение тогда становится номинальным значением пробоя сток-исток (BV _DS ) МОП-транзисторы.

Фиг.3

Одно предостережение относительно мостовой схемы на полевых транзисторах: не используйте ее в качестве выпрямителя перед конденсаторный источник питания! В обычном выпрямительном мосту диоды предотвратить обратный ток от входного конденсатора источника питания, поскольку подаваемое напряжение падает ниже напряжения на конденсаторе.В этой конструкции полевые МОП-транзисторы действуют как переключатели, а не как односторонние клапаны для протекания тока. Они неважно, в какую сторону течет ток, следовательно, входной конденсатор питания источник питания будет разряжаться почти до нуля вольт с каждым полупериодом приложенного Электропитание переменного тока! Это ограничивает применение источников питания для этой схемы до конструкции с индуктивным или резистивным входом.

Однако можно было бы использовать эту схему с поляризованным конденсатором. в приложениях коррекции коэффициента мощности.Коррекция индуктивной мощности Фактор обычно требует неполяризованного конденсатора непосредственно через переменный ток. линия. Поместив мостовую схему на полевых транзисторах перед конденсатором, вместо него можно использовать поляризованный конденсатор, что может быть выгодно с точки зрения размер и стоимость. Я не пробовал это конкретное приложение, поэтому не могу ручаюсь за это, но если идея удалась, пожалуйста, дайте мне знать.

Чтобы отправить свой отзыв и комментарии об этой дизайнерской идее, щелкните здесь.

Трехфазный мостовой выпрямитель

– обзор

Сравнение основных типов машин

Приведенные выше замечания о допустимом крутящем моменте синхронной машины имеют особое значение для частотно-регулируемых приводов, где, кроме того, часто требуется быстрое реагирование на скорость. Принимая во внимание такие особенности, сравнение различных типов машин является информативным и кратко представлено на рис. 7.24. Электромагнитная способность выдерживать перегрузку по крутящему моменту определяет максимальные значения ускорения (и замедления).Уникальная особенность постоянного тока. машина его перегрузочная способность; например удвоение тока якоря фактически удвоило бы крутящий момент для любого конкретного значения тока возбуждения. Это не следует для переменного тока. машины, потому что угол крутящего момента между статором и ротором м.м.с. не фиксирован, а зависит от нагрузки, и машина может выйти из шага. Таким образом, если требуется кратковременная перегрузка 2 на единицу или даже больше, как в некоторых сталелитейных и тяговых приводах, используется переменный ток. мощность машины, возможно, придется снизить, чтобы удовлетворить ее, т.е.е. увеличен, так что при полной нагрузке он недоиспользуется с точки зрения продолжительной мощности. Постоянный ток Обычно не требуется снижение номинальных характеристик машины, но при питании от преобразователя SCR коэффициент мощности сети падает как постоянный ток. напряжение снижается, поскольку для этого необходимо увеличить угол задержки зажигания. Эта проблема часто решается последовательным использованием нескольких мостовых выпрямителей.

На рисунке 7.24a выбран перегрузочный момент 2 на единицу до 1 на единицу (базовая) скорость.Это означает, что ток якоря составляет 2 на единицу в этой области постоянного крутящего момента. После достижения полного напряжения дальнейшее увеличение сверх базовой скорости требует ослабления поля, которое при постоянном токе якоря приведет к падению крутящего момента обратно пропорционально уменьшению магнитного потока. Произведение крутящего момента на скорость будет постоянным в этой области постоянной мощности. При превышении 2 на единицу скорости ток якоря, возможно, придется уменьшить из-за ограничений коммутации и стабильности, но в некоторых промышленных приводах использовались диапазоны ослабления поля до 4/1 или более.Контроль скорости путем ослабления поля в своей простоте применения всегда был привлекательной особенностью. Тем не менее, поскольку d.c. машины несут тяжелую нагрузку по техническому обслуживанию, поскольку из-за коммутатора и щеток мощные приводы фактически были заменены переменным током. машины, для которых многие современные схемы управления возникли относительно недавно, вслед за быстрым развитием силовой электроники и микроэлектроники.

Рисунок 7.24b для индукционной машины основан на работе, проделанной в разделе 4.3 и Примеры 4.11–4.164.114.124.134.144.154.16 и предполагает перегрузочную способность, такую ​​же, как для постоянного тока. машины по 2 на единицу , хотя для нее потребуется около 3 на единицу тока , исходя из тока полной нагрузки (см. Пример 4.13). Предполагается, что частота скольжения регулируется для обеспечения постоянного потока на полюс, что, в свою очередь, происходит при постоянном отношении E / f . Ток должен поддерживаться на уровне перегрузки, необходимой для получения 2 крутящего момента на единицу крутящего момента при запуске.Что касается постоянного тока. машины, дальнейшее увеличение скорости при достижении максимального напряжения требует ослабления магнитного потока, которое происходит при уменьшении частоты при той же сохраняющейся перегрузке по току. Это область постоянной мощности. По мере увеличения частоты крутящий момент для конкретного скольжения становится меньше (уравнение (4.5)), и требуется большее скольжение для получения достаточно большого тока ротора, поэтому кривая регулирования скорости становится более крутой, как показано. С помощью векторного управления можно добиться лучшего управления углом крутящего момента во время переходных процессов, и, поскольку это может быть достигнуто с помощью более простого и дешевого двигателя с короткозамкнутым ротором, d.c. У машины есть еще одно преимущество в том, что она быстро реагирует на требуемый крутящий момент. Однако на приводах средней и малой мощности он все еще может конкурировать по цене.

Возможности синхронных машин уже обсуждались, а наличие управления полем позволяет работать с более высокими коэффициентами мощности и более низкими токами, чем асинхронные двигатели. На рисунке 7.24c показано близкое сравнение с постоянным током. машина. Тем не менее, для этих кратковременных перегрузок синхронная машина должна быть спроектирована и рассчитана на большее увеличение тока возбуждения и / или якоря, чем для d.c. машина, потому что крутящий момент на ампер ниже, как объяснялось ранее.

Обычно для силовых электронных приводов, хотя формы сигналов далеки от чистого постоянного тока. или синусоидального переменного тока, характеристики могут быть рассчитаны с разумной точностью путем усреднения гармоник и допущения, что изменение среднего (среднеквадратичного) напряжения является единственным соображением. В методах, использованных в главах 3, 4 и 5 при изменении напряжения и / или частоты, не указывался источник питания, которым сегодня обычно является силовая электронная схема.Хотя пренебрежение гармониками означает пренебрежение дополнительными потерями в машине, проблемами коммутации и наличием пульсаций крутящего момента, это обычно не приводит к значительным ошибкам в расчетах скорости / среднего крутящего момента. Рабочие примеры в этой настоящей главе следуют этой процедуре, хотя для цепи прерывателя были рассчитаны формы кривой тока, а затем вычислены значения среднего крутящего момента.

Возможно, стоит отметить, что даже при синусоидальном питании при расчетах производительности были сделаны определенные допущения.Например, во время запуска асинхронного двигателя пиковые токи и крутящие моменты могут намного превышать значения, рассчитанные из напряжения, деленного на полное сопротивление эквивалентной цепи. В главе 8 это проиллюстрировано компьютерным моделированием пусковых и синхронизирующих переходных процессов, для которых переменный ток. Машинные уравнения разработаны на основе первых принципов и объяснена организация компьютерной программы.

Бесщеточные моторные приводы

Эти моторы пытаются электронным образом копировать действие щеток и коммутатора на d.c. машина. Такое расположение гарантирует, что токи якоря-катушки меняются (коммутируются), когда катушки вращаются под влиянием одной полярности поля на противоположную полярность. Таким образом, общая сила и крутящий момент сохраняют одинаковое направление. Коммутатор и щетки в постоянном токе. машина действует как датчик положения вала. Якорь и м.д.с. поля имеют фиксированное угловое смещение δ , иногда называемое углом крутящего момента (φ _fa ), что схематично показано на рисунке 7.25а, где предполагается, что якорь намотан таким образом, что его общая м.м.д. идет в том же направлении, что и ток в щетке.

Рисунок 7.25. Бесщеточный d.c. двигатель, (а) Нормальный постоянный ток машина; (б) якорь на статоре; (c) схема управления главной цепью; (d) крутящий момент.

Для полностью бесщеточной машины, для которой поле должно быть постоянным магнитом, катушки якоря намотаны на неподвижный (внешний) элемент (рисунок 7.25b) и соединены через полупроводниковые переключатели, которые активируются из положения вала ( Рисунок 7.25c), так что их токи аналогичным образом меняются местами, чтобы соответствовать полярности полюса вращающегося поля. Таким образом, частота переключения автоматически синхронизируется со скоростью вращения вала, как в обычном постоянном токе. мотор. При δ = 90 ° крутящий момент пропорционален F _a × F _f и, при любом другом угле, при условии синусоидальной m.m.f. распределений крутящий момент пропорционален F _a F _f sin δ .При движении ротора δ изменяется от 0 ° до 180 °; затем питание переключается, чтобы снова вернуть δ к нулю, и цикл повторяется. Таким образом, крутящий момент будет пульсировать, как однофазная выпрямленная синусоида (рис. 7.25d). Это устройство эквивалентно постоянному току. машина только с двумя сегментами коммутатора и имеет нулевое минимальное значение крутящего момента. Обычно имеется не менее трех выводов от трехфазной обмотки, которые в свою очередь питаются от трехфазного мостового инвертора. Это срабатывает под управлением детектора положения, так что его выходная частота автоматически регулируется скоростью вала.Пульсации крутящего момента теперь будут похожи на форму выходного сигнала трехфазного мостового выпрямителя; поскольку нулевой крутящий момент отсутствует, пусковой крутящий момент доступен всегда. Профилирование поверхности полюса магнита дополнительно улучшает плавность крутящего момента в течение полного цикла. Моменты переключения можно легко изменить, чтобы получить эффекты, аналогичные смещению оси кисти, которое иногда в умеренной степени используется на обычном постоянном токе. машины. См. Пример 3.1. Характеристика скорости / нагрузки бесщеточной машины аналогична a d.c. машина с фиксированным возбуждением, то есть скорость немного падает с увеличением крутящего момента.

Бесщеточный постоянный ток приводы обычно используются для приложений с позиционным управлением в области промышленного управления. Поскольку продолжительность цикла зависит от движения ротора, ШИМ обычно не применяется к этим приводам. Поток ротора создается постоянными магнитами на роторе, обеспечивая трапециевидную МПС. Вариант с фасонными магнитами для создания синусоидальной МПД. известен как «бесщеточный переменный ток».Бесщеточная машина обычно питается от трехфазного инвертора, и регенерация снова становится простой, если предоставляется подходящая схема силового электронного преобразователя. Хотя значительные исследовательские усилия были затрачены на повышение скорости отклика или устранение необходимости в дорогостоящих датчиках на бесщеточных датчиках постоянного тока. В большинстве промышленных контроллеров используются простые датчики вала на эффекте Холла и фиксированные углы проводимости с переменным постоянным током. напряжение связи. Коммерческие единицы часто включают в себя контроллеры PI или PID (стр.197).

Приводы с реактивным реактивным электродвигателем

Еще одним вариантом в семействе синхронных машин является реактивный электродвигатель, как описано в разделе 5.8. Импульсные реактивные двигатели изменяют напряжение питания статора в зависимости от положения ротора так же, как и в бесщеточных машинах. Характеристики аналогичны характеристикам серии постоянного тока. двигатель или шаговый двигатель (рисунок 5.5), если для срабатывания силовых электронных переключателей статора используется критерий постоянного угла. В некоторых случаях можно использовать меньше переключателей, чем в инверторе.Импульсный реактивный привод чаще всего используется в устройствах с регулируемой скоростью средней мощности. Наряду с другими бесщеточными машинами она также является конкурентом на предстоящем прибыльном рынке приводов для электрических и гибридных дорожных транспортных средств. Ранее это была провинция округа Колумбия. машина, которая в настоящее время сталкивается с проблемой асинхронных двигателей. ⁽¹³⁾

Заключение

Таким образом, основной постоянный ток Машина обеспечивает наилучшие характеристики разгона и простейшие характеристики управления, а базовая индукционная машина – самые низкие.Это отражает физическую сложность одного по отношению к другому; индукционная машина с сепаратором ротора дешевле, прочнее и практически не требует технического обслуживания. Постоянный ток Машина имеет пределы коммутации и, в случае синхронных и асинхронных двигателей с контактным кольцом, требует обслуживания щеточного оборудования. С добавлением силовых электронных преобразователей и микроэлектронных контроллеров можно управлять любой машиной для обеспечения, при определенной стоимости, аналогичных характеристик. Достижения в области мощных полупроводников с быстрой коммутацией, таких как IGBT, позволили предложить улучшенные методы ШИМ и другие методы формирования волны для снижения гармонических потерь до низких уровней.Хотя d.c. машины остаются популярными для малых прецизионных приводов, некоторые производители прекратили производство постоянного тока. диски. Асинхронный двигатель с векторным управлением значительно увеличил свою долю на рынке и тяговые приводы, долгое время являвшиеся традиционным рынком для больших объемов постоянного тока. серийные двигатели, в настоящее время в основном поставляются с трехфазными асинхронными двигателями; асинхронный двигатель, запускающийся с низкой частотой статора, позволяет избежать перегорания коммутатора или чрезмерного номинала отдельного полупроводника, связанного с остановкой d.c. или бесщеточный постоянный ток мотор соответственно. Хотя наличие сложного микроэлектронного контроллера увеличивает стоимость, можно стандартизировать преобразователь и настроить привод для конкретной машины или набора характеристик путем ввода пользователем в программное обеспечение дополнительных контуров контроля состояния или управления без затрат на индивидуально разработанная система.

Диоды – learn.sparkfun.com

Добавлено в избранное Любимый 63

Введение

После того, как вы перейдете от простых пассивных компонентов, таких как резисторы, конденсаторы и катушки индуктивности, пора перейти в удивительный мир полупроводников.Одним из наиболее широко используемых полупроводниковых компонентов является диод.

В этом уроке мы рассмотрим:

• Что такое диод !?
• Теория работы диодов
• Важные свойства диода
• Диоды разные
• Как выглядят диоды
• Типовые применения диодов

Рекомендуемая литература

Некоторые концепции в этом руководстве основаны на предыдущих знаниях в области электроники. Прежде чем перейти к этому руководству, подумайте о том, чтобы сначала прочитать (хотя бы бегло просмотр) эти:

Что такое схема?

Каждый электрический проект начинается со схемы.Не знаю, что такое схема? Мы здесь, чтобы помочь.

Что такое электричество?

Мы можем видеть электричество в действии на наших компьютерах, освещающее наши дома, как удары молнии во время грозы, но что это такое? Это непростой вопрос, но этот урок прольет на него некоторый свет!

Как пользоваться мультиметром

Изучите основы использования мультиметра для измерения целостности цепи, напряжения, сопротивления и тока.

Хотите изучить различные диоды?

Идеальные диоды

Ключевая функция идеального диода – управлять направлением тока . Ток, проходящий через диод, может идти только в одном направлении, называемом прямым направлением. Ток, пытающийся течь в обратном направлении, заблокирован. Они похожи на односторонний клапан электроники.

Если напряжение на диоде отрицательное, ток не может течь *, и идеальный диод выглядит как разомкнутая цепь.В такой ситуации говорят, что диод от или с обратным смещением .

Пока напряжение на диоде не отрицательное, он «включается» и проводит ток. В идеале * диод должен действовать как короткое замыкание (0 В на нем), если он проводит ток. Когда диод проводит ток, он смещен в прямом направлении (жаргон электроники означает «включено»).

Соотношение тока и напряжения идеального диода. Любое отрицательное напряжение дает нулевой ток – разрыв цепи.Пока напряжение неотрицательно, диод выглядит как короткое замыкание.

Характеристики идеального диода
Рабочий режим	Вкл. (Прямое смещение)	Выкл. (Обратное смещение)
Проходной ток	I> 0	904	В = 0	В
Диод выглядит как	Короткое замыкание	Обрыв цепи

Обозначение цепи

Каждый диод имеет две клеммы – соединения на каждом конце компонента – и эти клеммы поляризованы , что означает, что эти две клеммы совершенно разные.Важно не перепутать соединения на диоде. Положительный конец диода называется анодом , а отрицательный конец называется катодом . Ток может течь от конца анода к катоду, но не в другом направлении. Если вы забыли, в каком направлении протекает ток через диод, попробуйте вспомнить мнемоническое обозначение ACID : «анодный ток в диоде» (также анодный катод – это диод ).

Обозначение цепи стандартного диода представляет собой треугольник, соприкасающийся с линией.Как мы расскажем позже в этом руководстве, существует множество типов диодов, но обычно их обозначение схемы будет выглядеть примерно так:

Вывод, входящий в плоский край треугольника, представляет собой анод. Ток течет в направлении, указанном треугольником / стрелкой, но не может идти в обратном направлении.

Выше приведены несколько простых примеров схем диодов. Слева диод D1 смещен в прямом направлении и пропускает ток через цепь. По сути это похоже на короткое замыкание.Справа диод D2 имеет обратное смещение. Ток не может течь по цепи, и она выглядит как разомкнутая цепь.

* Внимание! Звездочка! Не совсем так … К сожалению, идеального диода не существует. Но не волнуйтесь! Диоды действительно настоящие, у них просто есть несколько характеристик, которые заставляют их работать немного хуже, чем наша идеальная модель …

---

Реальные характеристики диода

В идеале, , диоды будут блокировать любой ток, текущий в обратном направлении, или просто действовать как короткое замыкание, если ток идет вперед.К сожалению, реальное поведение диодов не совсем идеальное. Диоды потребляют некоторое количество энергии при проведении прямого тока, и они не будут блокировать весь обратный ток. Реальные диоды немного сложнее, и все они имеют уникальные характеристики, которые определяют, как они на самом деле работают.

Взаимосвязь напряжения и тока

Наиболее важной характеристикой диода является его вольт-амперная зависимость ( i-v ). Это определяет ток, протекающий через компонент, с учетом того, какое напряжение на нем измеряется.Резисторы, например, имеют простую линейную зависимость i-v … Закон Ома. Кривая i-v диода, однако, полностью не является линейной. Выглядит это примерно так:

Вольт-амперная зависимость диода. Чтобы преувеличить несколько важных моментов на графике, масштабы как в положительной, так и в отрицательной половине не равны.

В зависимости от приложенного к нему напряжения диод будет работать в одном из трех регионов:

1. Прямое смещение : Когда напряжение на диоде положительное, диод включен, и ток может протекать через него.Напряжение должно быть больше прямого напряжения (V _F ), чтобы ток был значительным.
2. Обратное смещение : Это режим “выключения” диода, при котором напряжение меньше, чем V _F , но больше, чем -V _BR . В этом режиме ток (в основном) заблокирован, а диод выключен. Очень небольшой ток (порядка нА), называемый током обратного насыщения, может протекать через диод в обратном направлении.
3. Пробой : Когда напряжение, приложенное к диоду, очень большое и отрицательное, большой ток может течь в обратном направлении, от катода к аноду.

прямое напряжение

Чтобы «включиться» и провести ток в прямом направлении, диод требует приложения к нему определенного количества положительного напряжения. Типичное напряжение, необходимое для включения диода, называется прямым напряжением (В _F ).Его также можно назвать либо , , либо , .

Как мы знаем из кривой i-v , ток через диод и напряжение на диоде взаимозависимы. Больше тока означает большее напряжение, меньшее напряжение означает меньший ток. Однако, как только напряжение приближается к номинальному прямому напряжению, большое увеличение тока по-прежнему должно означать лишь очень небольшое увеличение напряжения. Если диод полностью проводящий, обычно можно предположить, что напряжение на нем соответствует номинальному прямому напряжению.

Мультиметр с настройкой диода можно использовать для измерения (минимального) прямого падения напряжения на диоде.

V _F конкретного диода зависит от того, из какого полупроводникового материала он сделан. Обычно кремниевый диод имеет напряжение V _F около 0,6–1 В . Диод на основе германия может быть ниже, около 0,3 В. Диод типа также имеет некоторое значение для определения прямого падения напряжения; светоизлучающие диоды могут иметь намного большее напряжение _F , в то время как диоды Шоттки разработаны специально для того, чтобы иметь гораздо более низкое, чем обычно, прямое напряжение.

Напряжение пробоя

Если к диоду приложить достаточно большое отрицательное напряжение, он поддастся и позволит току течь в обратном направлении. Это большое отрицательное напряжение называется напряжением пробоя . Некоторые диоды на самом деле предназначены для работы в области пробоя, но для большинства нормальных диодов не очень полезно подвергаться воздействию больших отрицательных напряжений.

Для нормальных диодов это напряжение пробоя составляет от -50 В до -100 В или даже более отрицательное.

Таблицы данных диодов

Все вышеперечисленные характеристики должны быть подробно описаны в даташите на каждый диод. Например, в этом техническом описании диода 1N4148 указано максимальное прямое напряжение (1 В) и напряжение пробоя (100 В) (среди множества другой информации):

Таблица данных может даже представить вам хорошо знакомый график вольт-амперной характеристики, чтобы более подробно описать поведение диода. Этот график из таблицы данных диода увеличивает изогнутую переднюю часть кривой i-v .Обратите внимание, как больший ток требует большего напряжения:

Эта диаграмма указывает на еще одну важную характеристику диода – максимальный прямой ток. Как и любой другой компонент, диоды могут рассеивать только определенное количество энергии, прежде чем они взорвутся. На всех диодах должны быть указаны максимальный ток, обратное напряжение и рассеиваемая мощность. Если диод подвергается большему напряжению или току, чем он может выдержать, ожидайте, что он нагреется (или, что еще хуже, расплавится, задымится и т. Д.).

Некоторые диоды хорошо подходят для больших токов – 1 А или более – другие, такие как малосигнальный диод 1N4148, показанный выше, могут подходить только для тока около 200 мА.

---

Этот 1N4148 – лишь крошечная выборка всех существующих типов диодов. Далее мы рассмотрим, какое удивительное разнообразие существует и для какой цели служит каждый тип.

Типы диодов

Нормальные диоды

Диоды сигнальные

Стандартные сигнальные диоды – одни из самых простых, средних и простых членов семейства диодов. Обычно они имеют средне-высокое прямое падение напряжения и низкий максимальный ток.Типичный пример сигнального диода – 1N4148.

Очень общего назначения, он имеет типичное прямое падение напряжения 0,72 В и максимальный номинальный прямой ток 300 мА.

Слабосигнальный диод 1N4148. Обратите внимание на черный кружок вокруг диода, который отмечает, какой из выводов является катодом.

Силовые диоды

Выпрямитель или силовой диод – это стандартный диод с гораздо более высоким максимальным током. Этот более высокий номинальный ток обычно достигается за счет большего прямого напряжения.1N4001 – это пример силового диода.

1N4001 имеет номинальный ток 1 А и прямое напряжение 1,1 В.

Диод 1N4001 PTH. На этот раз серая полоса указывает, какой вывод является катодом.

И, конечно же, большинство типов диодов также выпускаются для поверхностного монтажа. Вы заметите, что у каждого диода есть способ (независимо от того, насколько он крошечный или плохо различимый), чтобы указать, какой из двух контактов является катодом.

Светодиоды (светодиоды!)

Самым ярким членом семейства диодов должен быть светодиод (LED).Эти диоды буквально загораются при подаче положительного напряжения.

Горстка сквозных светодиодов. Слева направо: желтый 3 мм, синий 5 мм, зеленый 10 мм, сверхяркий красный 5 мм, RGB 5 мм и синий 7-сегментный светодиод.

Как и обычные диоды, светодиоды пропускают ток только в одном направлении. У них также есть номинальное прямое напряжение, то есть напряжение, необходимое для их включения. Рейтинг светодиода V _F обычно выше, чем у обычного диода (1.2 ~ 3 В), и это зависит от цвета, излучаемого светодиодом. Например, номинальное прямое напряжение сверхяркого синего светодиода составляет около 3,3 В, а для сверхяркого красного светодиода такого же размера – всего 2,2 В.

Очевидно, вы чаще всего найдете светодиоды в осветительных приборах. Они веселые и веселые! Но более того, их высокая эффективность привела к широкому использованию в уличных фонарях, дисплеях, подсветке и многом другом. Другие светодиоды излучают свет, невидимый человеческому глазу, например инфракрасные светодиоды, которые являются основой большинства пультов дистанционного управления.Другое распространенное использование светодиодов – оптическая изоляция опасной высоковольтной системы от низковольтной цепи. Оптоизоляторы соединяют инфракрасный светодиод с фотодатчиком, который пропускает ток при обнаружении света от светодиода. Ниже приведен пример схемы оптоизолятора. Обратите внимание на то, как схематический символ диода отличается от обычного диода. Светодиодные символы добавляют пару стрелок, выходящих из символа.

Диоды Шоттки

Другой очень распространенный диод – диод Шоттки.

Диод Шоттки

В наличии COM-10926

Диоды Шоттки известны своим низким прямым падением напряжения и очень быстрым переключением. Этот диод Шоттки 1 А 40 В составляет…

. 1

Полупроводниковый состав диода Шоттки немного отличается от обычного диода, и это приводит к гораздо меньшему на прямому падению напряжения , которое обычно находится между 0.15 В и 0,45 В. Однако они все равно будут иметь очень большое напряжение пробоя.

Диоды Шоттки

особенно полезны для ограничения потерь, когда каждый последний бит напряжения должен быть сохранен. Они достаточно уникальны, чтобы получить собственное обозначение схемы с парой изгибов на конце катодной линии.

Стабилитроны

Стабилитроны

– странный изгой из семейства диодов. Обычно они используются, чтобы намеренно проводить обратный ток .

Стабилитрон – 5.1 В 1 Вт

В отставке COM-10301

Стабилитроны полезны для создания опорного напряжения или в качестве стабилизатора напряжения в слаботочных приложениях. Эти диоды…

На пенсии Стабилитрон

разработан для обеспечения очень точного напряжения пробоя, называемого стабилитроном или напряжением стабилитрона . Когда через стабилитрон протекает достаточный ток в обратном направлении, падение напряжения на нем будет стабильным на уровне напряжения пробоя.

За счет своих пробивных свойств стабилитроны часто используются для создания известного опорного напряжения, точно равного их напряжению стабилитрона. Их можно использовать в качестве регуляторов напряжения для небольших нагрузок, но на самом деле они не предназначены для регулирования напряжения в цепях, которые потребляют значительный ток.

Стабилитроны

достаточно особенные, чтобы иметь собственное обозначение схемы с волнистыми концами на катодной линии. Этот символ может даже обозначать, что такое напряжение стабилитрона диода.Вот стабилитрон 3,3 В, создающий надежное опорное напряжение 3,3 В:

Фотодиоды

Фотодиоды – это специально сконструированные диоды, которые улавливают энергию фотонов света (см. Физика, квантовая) для генерации электрического тока. Вид работы как анти-светодиод.

Фотодиод BPW34 (не четверть, да еще мелочь). Поставьте его на солнце, и он может генерировать около нескольких мкВт энергии !.

Солнечные элементы – главный благодетель фотодиодной технологии.Но эти диоды также могут использоваться для обнаружения света или даже для оптической связи.

---

Применение диодов

Для такого простого компонента диоды имеют множество применений. Вы найдете диод того или иного типа практически в каждой цепи. Они могут быть представлены в чем угодно, от цифровой логики слабого сигнала до схемы преобразования энергии высокого напряжения. Давайте рассмотрим некоторые из этих приложений.

Выпрямители

Выпрямитель – это схема, преобразующая переменный ток (AC) в постоянный (DC).Это преобразование критично для всякой бытовой электроники. Сигналы переменного тока выходят из розеток вашего дома, но именно постоянный ток питает большинство компьютеров и другой микроэлектроники.

Ток в цепях переменного тока буквально чередуется – быстро переключается между положительным и отрицательным направлениями – но ток в сигнале постоянного тока течет только в одном направлении. Итак, чтобы преобразовать переменный ток в постоянный, вам просто нужно убедиться, что ток не может течь в отрицательном направлении. Похоже на работу для ДИОДОВ!

Однополупериодный выпрямитель может быть выполнен только из одного диода.Если сигнал переменного тока, такой как, например, синусоида, передается через диод, любая отрицательная составляющая сигнала отсекается.

Формы сигналов входного (красный / левый) и выходного (синий / правый) напряжения после прохождения через схему полуволнового выпрямителя (в центре).

Двухполупериодный мостовой выпрямитель использует четыре диода для преобразования этих отрицательных выступов в сигнале переменного тока в положительные.

Схема мостового выпрямителя (в центре) и форма выходной волны, которую она создает (синий / правый).

Эти цепи являются критическим компонентом источников питания переменного тока в постоянный, которые преобразуют сигнал 120/240 В переменного тока сетевой розетки в сигналы постоянного тока 3,3 В, 5 В, 12 В и т. Д. Если вы разорвали бородавку, вы, скорее всего, увидели бы там несколько диодов, которые ее исправили.

Можете ли вы заметить четыре диода, образующие мостовой выпрямитель в этой бородавке?

Защита от обратного тока

Когда-нибудь вставлял батарею неправильно? Или поменять местами красный и черный провода питания? Если это так, то диод может быть благодарен за то, что ваша схема все еще жива.Диод, расположенный последовательно с положительной стороной источника питания, называется диодом обратной защиты. Это гарантирует, что ток может течь только в положительном направлении, а источник питания подает только положительное напряжение в вашу цепь.

Это применение диода полезно, когда разъем источника питания не поляризован, что позволяет легко испортить и случайно подключить отрицательный источник питания к положительному полюсу входной цепи.

Недостатком диода обратной защиты является то, что он вызывает некоторую потерю напряжения из-за прямого падения напряжения.Это делает диодов Шоттки отличным выбором для диодов обратной защиты.

Логические ворота

Забудьте о транзисторах! Простые цифровые логические вентили, такие как И или ИЛИ, могут быть построены из диодов.

Например, диодный логический элемент ИЛИ с двумя входами может быть построен из двух диодов с общими катодными узлами. Выход логической схемы также находится в этом узле. Когда один из входов (или оба) являются логической 1 (высокий / 5 В), выход также становится логической 1.Когда оба входа имеют логический 0 (низкий / 0 В), на выходе через резистор подается низкий уровень.

Логический элемент И построен аналогичным образом. Аноды обоих диодов соединены вместе, и именно там находится выход схемы. Оба входа должны иметь логическую единицу, заставляя ток течь по направлению к выходному выводу и также подтягивать его к высокому уровню. Если на каком-либо из входов низкий уровень, ток от источника питания 5 В проходит через диод.

Для обоих логических вентилей можно добавить больше входов, добавив только один диод.

Обратные диоды и подавление скачков напряжения

Диоды

очень часто используются для ограничения потенциального повреждения из-за неожиданных больших скачков напряжения. Диоды подавления переходных напряжений (TVS) – это специальные диоды, вроде стабилитронов с низким пробивным напряжением (часто около 20 В), но с очень большими номинальными мощностями (часто в диапазоне киловатт). Они предназначены для шунтирования токов и поглощения энергии, когда напряжение превышает их напряжение пробоя.

Обратные диоды выполняют аналогичную работу по подавлению скачков напряжения, в частности, вызванных индуктивным компонентом, например двигателем.Когда ток через катушку индуктивности внезапно изменяется, создается всплеск напряжения, возможно, очень большой отрицательный всплеск. Обратный диод, помещенный на индуктивную нагрузку, даст этому отрицательному сигналу напряжения безопасный путь для разряда, фактически многократно проходя через индуктивность и диод, пока он в конечном итоге не погаснет.

Это всего лишь несколько вариантов применения этого удивительного маленького полупроводникового компонента.

---

Покупка диодов

Теперь, когда ваш текущий течет в правильном направлении, пришло время найти хорошее применение вашим новым знаниям.Независимо от того, ищете ли вы отправную точку или просто пополняете запасы, у нас есть набор изобретателя, а также отдельные диоды на выбор.

Наши рекомендации:

Диод Шоттки

В наличии COM-10926

Диоды Шоттки известны своим низким прямым падением напряжения и очень быстрым переключением.Этот диод Шоттки 1 А 40 В составляет…

. 1

Комплект изобретателя SparkFun – версия 3.2

В отставке КОМПЛЕКТ-12060

** Как вы, возможно, видели из [нашего сообщения в блоге] (https://www.sparkfun.com/news/2241), мы недавно переместили нашу литьевую форму для SIK…

76 На пенсии

Ресурсы и движение вперед

Теперь, когда вы познакомились с диодами, возможно, вы захотите продолжить изучение других полупроводников:

Или откройте для себя другие распространенные электронные компоненты:

На что следует обратить внимание при выборе правильного диода…

Полупроводниковые диоды – это широко используемые компоненты во многих конструкциях электронных схем.Различные типы диодов оптимизированы для обеспечения различных характеристик, используемых в схемах. Важная функция диодов – выпрямление.

Цепи однополупериодного выпрямителя используются для выпрямления мощности, демодуляции сигнала и обнаружения пиков, в то время как двухдиодные схемы обеспечивают двухполупериодное выпрямление при использовании с трансформатором с центральным отводом. Сегодня схема двухдиодного выпрямителя встречается не так часто, как четырехдиодные мостовые выпрямители, которые могут быть построены с трансформатором или без него, что значительно снижает стоимость схемы.

Рисунок 1. Схема однополупериодного выпрямителя. Рисунок 2. Схема двухдиодного (с центральным ответвлением) двухполупериодного выпрямителя. Рисунок 3. Схема двухполупериодного мостового выпрямителя.

При этом следует учитывать три диода для выпрямительных схем:

1) Напряжение включения

Типичное прямое напряжение включения кремниевого диода составляет 0,7 В, в то время как напряжение германиевого диода составляет около 0,2- 0,3 В. Уменьшение прямого падения напряжения увеличивает чувствительность диодного выпрямителя, что актуально в определенных приложениях, таких как обнаружение сигнала.

2) Номинальный ток диода

Величина тока нагрузки, протекающего через диод, определяет желаемый номинальный постоянный ток. Например, если нагрузка потребляет ток 1 А, тогда будет достаточно диода 1N1007 (номинал 1 А) (хотя и без запаса прочности!). Однако, если ток нагрузки превышает 1 А, тогда требуется диод с более высоким номинальным током. Ток нагрузки не должен превышать номинал диода постоянного тока. То же самое можно сказать и о токе питания.Если в конструкции требуется источник питания на 3 А, диод должен выдерживать ток 3 А. Ток питания никогда не должен превышать номинальный ток диода, даже если он кратковременный.

3) Пиковое обратное напряжение

Диоды должны выдерживать максимальное обратное напряжение на них. Когда конденсатор сглаживает выходной сигнал, значение напряжения представляет собой пик формы входного сигнала, который в √2 раз больше среднеквадратичного значения напряжения.

Полупериодный выпрямительный диод PIV

На другой половине волнового цикла пиковое значение напряжения еще в √2 раза больше среднеквадратичного напряжения.Сумма двух значений – это максимальное обратное напряжение на диоде. Таким образом, номинальное значение PIV-диода должно быть как минимум в 2 x √2 раза больше входного среднеквадратичного напряжения для цепей полуволнового выпрямителя и как минимум в четыре раза превышать пиковое напряжение трансформатора для цепей двухдиодного полнополупериодного выпрямителя с учетом возможных переходных процессов.

Двухдиодные (с центральным ответвлением) полнополупериодные выпрямительные диоды PIV

В мостовых выпрямителях для того же выходного напряжения требуются диоды с половиной PIV-рейтинга выпрямителя с центральным отводом.

Мостовые полнополупериодные выпрямительные диоды PIV

С учетом этих трех важных спецификаций будет гарантировано, что диод будет работать как выпрямитель, не повредив ни их, ни остальной части проекта, в котором он находится.

Мостовой выпрямитель полного цикла

, конденсаторные фильтры, полуволны Выпрямитель

Изучите двухполупериодный мостовой выпрямитель, полуволновой выпрямитель, двухполупериодный выпрямитель, трансформаторы с центральным ответвлением, диоды, нагрузку, осциллограф, форму волны, постоянный и переменный ток, ток напряжения, конденсаторы, спускной резистор, чтобы узнать, как работают двухполупериодные мостовые выпрямители.

Прокрутите вниз, чтобы просмотреть руководство по YouTube.

Это двухполупериодный мостовой выпрямитель. Он используется для питания наших электронных схем, поэтому в этой статье мы подробно узнаем, как они работают.

Электричество опасно и может быть смертельным, вы должны быть квалифицированными и компетентными для выполнения любых электромонтажных работ .

Что такое мостовой выпрямитель

Полномостовые выпрямители выглядят следующим образом, существуют разные формы и размеры, но по существу они состоят из 4 диодов в определенном расположении.Обычно они выравниваются в конфигурации Dimond, но они также могут быть выровнены другими способами, такими как эти.

Обычно мы находим их изображенными на таких инженерных чертежах.

Это символ диода. Стрелка указывает в направлении обычного тока. Это показывает, что электричество переменного тока является входом, а электричество постоянного тока – выходом.

Полный мостовой выпрямитель преобразует переменный переменный ток в постоянный ток. Почему это важно? Поскольку розетки в наших домах обеспечивают переменный ток, а наши электронные устройства используют постоянный ток, нам необходимо преобразовать переменный ток в постоянный ток.

Например, зарядное устройство для ноутбука берет переменный ток от розетки и преобразует его в постоянный ток для питания ноутбука. Если вы посмотрите на адаптер питания для ноутбука и электронных устройств, на этикетке производителя указано, что он преобразует переменный ток в постоянный. В этом примере он заявляет, что ему требуется входное напряжение от 100 до 240 В с обозначением электричества переменного тока, и он потребляет 1,5 А тока. Затем он будет выдавать 19,5 В постоянного тока и 3,33 А тока. Обратите внимание, что здесь также указано 50-60 Гц, это частота переменного тока, и мы рассмотрим это через мгновение.

В сети переменного тока напряжение и ток постоянно меняют направление с прямого на обратное. Это потому, что в генераторе переменного тока есть магнитное поле, которое, по сути, толкает и притягивает электроны в проводах. Таким образом, он меняется между положительными и отрицательными значениями, когда он течет вперед и назад, напряжение не является постоянным, даже если мультиметр делает его похожим на него. Если мы построим это, мы получим синусоидальную волну. Напряжение изменяется от пикового положительного до пикового отрицательного значения, когда максимальная напряженность магнитного поля проходит через катушки с проволокой.

В этом примере пики достигаются 170 В, поэтому, если мы построим эти значения, мы получим положительные и отрицательные пики 170 В. Если мы возьмем среднее значение этих значений, мы получим ноль вольт. Это не очень полезно, поэтому умный инженер решил использовать среднеквадратичное значение напряжения. Это то, что рассчитывают наши мультиметры, когда мы подключаем их к розеткам.

Чтобы найти пиковое напряжение, мы умножаем среднеквадратичное значение напряжения на квадратный корень из 2, который составляет примерно 1,41.
Чтобы найти среднеквадратичное значение напряжения, мы делим пиковое напряжение на 0.707.

Например, у меня есть розетка для Северной Америки, Великобритании, Австралии и Европы. Этот мультиметр показывает основные формы сигналов, и когда я подключаюсь к любому из них между фазой и нейтралью, мы видим синусоидальную волну, указывающую на то, что это электричество переменного тока. Обратите внимание, что британская и европейская розетки – 230 В, австралийская – 240 В, но все три имеют частоту 50 Гц, однако розетка в Северной Америке показывает 120 В с частотой 60 Гц.

Частота измеряется в герцах, но это просто означает, что синусоидальная волна повторяется 60 раз в секунду в электрических системах Северной Америки и 50 раз в секунду в остальном мире.Напряжение ниже в североамериканской системе и составляет 120 В, тогда как во всем остальном мире оно составляет 230–240 В. Таким образом, пиковое напряжение каждой электрической системы выглядит следующим образом.

В электричестве постоянного тока напряжение постоянно, и в положительной области электроны не меняют направление, они все текут только в одном направлении. Итак, если я измерю эту батарею, мы увидим плоскую линию в положительной области около 1,5 В, так что это электричество постоянного тока.

Эта солнечная панель также вырабатывает постоянный ток, мы видим, что на мультиметре она выдает ровную линию около 4 В.Мы можем использовать этот адаптер для измерения USB-порта, мы видим, что он обеспечивает около 5 В, и если мы построим это с помощью другого мультиметра, мы снова увидим постоянную ровную линию, указывающую, что это электричество постоянного тока.

Это двухполупериодный мостовой выпрямитель. На этих входных клеммах мы видим около 12 В переменного тока с синусоидальной волной. И на этих выходных клеммах мы видим около 14 В постоянного тока. Итак, это устройство преобразует переменный ток в постоянный. Напряжение немного выше из-за конденсатора, и мы увидим почему это позже в этом видео.

Преобразует только переменный ток в постоянный, но не преобразует постоянный ток в переменный. Для этого нам понадобится инвертор, в котором для этого используются специальные электронные компоненты, но мы не будем рассматривать это в этой статье.

Кстати, мы подробно рассмотрели, как работают силовые инверторы в нашей предыдущей статье, посмотрите ЗДЕСЬ.

Как это работает

Выпрямитель состоит из диодов. Диод – это полупроводниковое устройство, которое позволяет току течь через него, но только в одном направлении.Итак, если мы подключим эту лампу к источнику постоянного тока, она загорится. Мы можем поменять местами провода, и он все равно будет светиться. Если я поставлю диод на красный провод и подключу его к плюсу, он снова загорится. Но теперь, когда я меняю местами провода, диод блокирует ток, а лампа остается выключенной. Таким образом, он позволяет току течь только в одном направлении, и мы можем использовать это для управления направлением тока в цепи, чтобы сформировать электричество постоянного тока.

Полуволновой выпрямитель

Если мы посмотрим на источник переменного тока с понижающим трансформатором, который снижает напряжение, электроны текут вперед и назад.Итак, нагрузка испытывает синусоидальную волну. Нагрузкой может быть что угодно: резистор, лампа, двигатель и т. Д.

Если мы вставим диод, он будет пропускать ток только в одном направлении, поэтому теперь нагрузка будет иметь пульсирующую форму волны. Отрицательная половина синусоиды заблокирована. Мы можем перевернуть диод, чтобы заблокировать положительную половину и разрешить только отрицательную половину. Следовательно, это полуволновой выпрямитель. Выходной сигнал технически постоянный ток, поскольку электроны текут только в одном направлении, это просто не очень хороший выход постоянного тока, поскольку он не полностью плоский.

Здесь у меня есть резистор, который подключен к низковольтному источнику переменного тока. Мы видим на осцископе синусоидальную волну переменного тока. Когда я подключаю к нему последовательно диод, осцилископ показывает пульсирующую диаграмму в положительной области. Если я переверну диод, осцилископ покажет пульсирующую картину в отрицательной области.

Если я соединю две лампы параллельно, одну с диодом, мы увидим, что лампа без диода ярче, потому что в ней используется полная форма волны. Другая лампа более тусклая, потому что использует только половину этой лампы.Если мы рассмотрим это в замедленном режиме, мы увидим, что подключенная диодная лампа мигает больше из-за перерывов в питании.

Таким образом, мы можем использовать его для простых схем, таких как освещение или зарядка некоторых батарей, но мы не можем использовать его для электроники, поскольку компонентам требуется постоянное питание, иначе они не будут работать правильно.

Мы можем добавить конденсатор параллельно нагрузке, чтобы улучшить этот выход. Мы рассмотрим это позже в этой статье. Лучшее улучшение – использовать двухполупериодный выпрямитель, и есть два основных способа сделать это.

Полноволновой выпрямитель

Мы можем создать двухполупериодный выпрямитель, просто используя трансформатор с центральным ответвлением и два диода. Трансформатор с центральным ответвлением просто имеет еще один провод на вторичной стороне, который подключен к центру катушки трансформатора, что позволяет нам использовать всю длину трансформатора или только половину ее.

Потому что в электричестве переменного тока ток постоянно меняется на противоположный, в то время как в положительной или передней половине ток течет через диод 1 в нагрузку, а затем обратно к трансформатору через центральный провод с ответвлениями.Диод 2 блокирует ток, поэтому он не может вернуться сюда. Таким образом, используется только половина катушки трансформатора. В обратной или отрицательной половине ток течет через диод 2, через нагрузку, а затем обратно к трансформатору. Диод 1 блокирует ток.

Ток протекает через нагрузку в одном направлении, поэтому он считается постоянным, но он все еще пульсирует, хотя зазоров нет. Отрицательная половина преобразована в положительную. Форма волны не гладкая, поэтому нам нужно применить некоторую фильтрацию, например, конденсатор.Мы рассмотрим это подробно позже в этой статье.

Полноволновой мостовой выпрямитель

Чаще всего используется двухполупериодный мостовой выпрямитель. Здесь используются 4 диода. Источник переменного тока подключается между диодами 1 и 2, с нейтралью между 3 и 4. Положительный выход постоянного тока подключен между диодами 2 и 3, а отрицательный – между диодами 1 и 4.

В положительной половине синусоиды ток течет через диод 1, через нагрузку, через диод 2 и затем обратно к трансформатору.В отрицательной половине ток протекает через диод 3, а через нагрузку – через диод 1 и обратно к трансформатору. Таким образом, трансформатор подает синусоидальную волну переменного тока, но нагрузка испытывает волнообразную форму волны постоянного тока, потому что ток течет в одном направлении.

На этой схеме мы можем видеть выпрямленный сигнал на осциллографе. Но это не плоский выход постоянного тока, поэтому нам нужно улучшить его, добавив фильтрацию.

Фильтрация

Использование выпрямителя приведет к пульсации формы волны.Чтобы сгладить это, нам нужно добавить несколько фильтров.

Основной метод – просто добавить электролитический конденсатор параллельно нагрузке. Конденсатор заряжается при повышении напряжения и накапливает электроны. Затем он высвобождает их во время уменьшения, таким образом уменьшая пульсацию. Осциллограф покажет пики каждого импульса, но теперь напряжение не падает до нуля, оно медленно снижается, пока импульс снова не зарядит конденсатор. Мы можем еще больше уменьшить это, используя конденсатор большего размера или несколько конденсаторов.

В этом простом примере вы можете увидеть, как светодиод гаснет при отключении питания. Но если я помещу конденсатор параллельно светодиоду, он останется включенным, потому что теперь конденсатор разряжается и питает светодиод.

В этой схеме у меня в качестве нагрузки подключена лампа. Осциллограф показывает волнообразную форму волны. Когда я добавляю небольшой конденсатор на 10 микрофаррад, мы видим, что он очень мало влияет на форму сигнала. Когда я использую конденсатор на 100 мкФ, мы видим, что провал больше не падает до нуля вольт.На 1000 микрофаррад пульсация очень мала. На 2200 микрофаррадах это почти полностью гладко, хотя это можно было бы использовать для многих схем. Мы могли бы также использовать несколько конденсаторов, здесь у нас есть конденсатор на 470 мкФ, который имеет некоторое значение, но если я использую два конденсатора параллельно, мы видим, что форма волны значительно улучшается.

При использовании конденсатора необходимо установить на выходе резистор утечки. Это резистор высокого номинала, который будет разряжать конденсатор, когда цепь отключена, чтобы обеспечить нашу безопасность.Обратите внимание: когда я включаю эту схему, конденсатор быстро заряжается до более 15 В. Когда я выключаю его, выход постоянного тока все еще составляет 15 В, потому что нет нагрузки, поэтому энергия все еще сохраняется. Это может быть опасно при высоком напряжении. В этом примере я помещаю резистор 4,7 кОм на выход, мы видим, что конденсатор заряжается до 15 В, и когда я его выключаю, конденсатор быстро разряжается. Электроны проходят через резистор, который разряжает конденсатор.

Мы также видим, что без конденсатора выходное напряжение ниже входного из-за падения напряжения на диодах.

Вот простой двухполупериодный мостовой выпрямитель. На входе мы видим 12 В переменного тока, на выходе 10,5 В постоянного тока. Напряжение на выходе ниже из-за диодов. На каждом диоде падение напряжения составляет около 0,7 В. Если мы посмотрим на эту схему, с диодом и светодиодом. Мы можем измерить напряжение на диоде и увидеть падение напряжения около 0,7 В. Ток в нашем полном мостовом выпрямителе должен проходить через 2 диода на положительной половине и 2 на отрицательной половине. Итак, падение напряжения складывается и составляет около 1.От 4 до 1,5 В. Так что выход снижается.

Однако, если мы подключим конденсатор к выходу, мы увидим, что выходное напряжение теперь выше входного. Как такое возможно? Это потому, что вход переменного тока измеряет действующее значение напряжения, а не пиковое напряжение. Пиковое напряжение в 1,41 раза выше среднеквадратичного напряжения. Конденсаторы заряжаются до пикового напряжения, а затем отпускаются. По-прежнему существует небольшое падение напряжения из-за диодов, поэтому выходной сигнал меньше пикового входа, но все равно будет выше, чем входной среднеквадратичный.

Например, если бы на входе было среднеквадратичное значение 12 В, пиковое напряжение было бы умножено на 12 В на 1,41, что составляет 16,9 В.

Здесь и здесь падение 0,7 В. Таким образом, 16,9, вычесть 1,4 В, составляет 15,5 В. Конденсаторы заряжаются до этого напряжения. Это только приблизительный ответ, количество пульсаций и фактическое падение напряжения на диодах будут немного отличаться в действительности, но мы видим, что выходное значение выше входного.

Другой распространенный фильтр – это размещение двух конденсаторов параллельно с последовательной катушкой индуктивности между ними.Это используется для цепей с большими нагрузками. Первый конденсатор сглаживает пульсацию. Катушка индуктивности противодействует изменению тока и пытается поддерживать его постоянным, а второй конденсатор, который намного меньше, затем сглаживает окончательную оставшуюся пульсацию.

Дополнительно к выходу можно подключить регулятор напряжения. Это очень распространено и допускает некоторые изменения на входе, но обеспечивает постоянное выходное напряжение. По обе стороны от регулятора опять же есть конденсаторы, обеспечивающие плавный выход постоянного тока.Вот настоящая версия, которая подключена к источнику переменного тока 12 В, и мы видим, что она имеет выходное напряжение около 5 В постоянного тока.

Вы можете научиться создавать собственный стабилизатор напряжения в нашей предыдущей статье ЗДЕСЬ.

---

Конструкция блока питания постоянного тока

Выбор трансформатора и выпрямителя

Для получения постоянного напряжения из сети переменного тока используются трансформатор и выпрямитель, как показано ниже. Трансформатор изменяет сетевое напряжение на более подходящее для наших требований; а выпрямитель удаляет отрицательную часть сигнала, давая на выходе только положительные напряжения.На схеме ниже показан мостовой выпрямитель; можно использовать одинарный диодный выпрямитель, но он менее эффективен; а поскольку кремниевые диоды недороги, конструкция моста стала почти универсальной.

В данном руководстве я буду использовать в качестве примера источник питания с выходом 12 В постоянного тока; однако простая теория позволит вам разработать источники питания для любого желаемого напряжения и тока. В следующих разделах в качестве примера будет использоваться конструкция переменного источника питания 2 А при напряжении до 30 В.

Падение напряжения на выпрямителе

Выпрямитель: одиночный кремниевый выпрямительный диод с прямой проводимостью развивает напряжение около 0.7В (но может быть до 2В). Обычно мы допускаем падение напряжения около 2В для конфигурации мостового выпрямителя.

Трансформатор: Потери также возникают в обмотках трансформатора; однако трансформатор, рассчитанный на 220 В: 30 В при 10 А, обычно обеспечивает выходную мощность 30 В (среднеквадратичное значение) при выдаче номинального тока. Это означает, что напряжение без нагрузки будет выше.

Осциллограммы вокруг контура

На этих диаграммах показано напряжение в различных точках цепи для трансформатора 240: 12В.

Здесь вы можете увидеть выходной сигнал трансформатора. На выходе получается синусоида с центром около 0 вольт.

Пиковое напряжение Vpk составляет 1,414 (квадратный корень из 2), умноженное на среднеквадратичное значение на выходе – указанное значение трансформатора.

Например, для трансформатора 240В: 12В пиковое напряжение будет
1,414 умножить на 12 = 17В

На этой схеме показан выходной сигнал мостового выпрямителя.

Вы можете видеть отрицательный «горб» от сигнала переменного тока выше, который был «перевернут вверх дном» блоком мостового выпрямителя.Пиковое напряжение теперь составляет 17 В – 2 В = 15 В.

Среднеквадратичное значение напряжения составляет около 10,6 В при полной нагрузке. Повышается при уменьшении нагрузки. Среднее напряжение 9,27

Вы также можете увидеть плоскую часть около нуля, где ни один из выпрямительных диодов не начал проводить.

Приведенный выше сигнал можно рассматривать как постоянное напряжение постоянного тока 9,27 В с наложенным изменяющимся сигналом примерно 15 В от пика к пику и средним значением 0 В.

Среднеквадратичное значение этого сигнала составляет около 15/2 * 1.414 = 5,4 В

Пример конструкции – выбор компонентов

Спецификация: Разработайте и создайте блок питания для работать от сети 240 В переменного тока. Он должен питать двигатель постоянного тока 12 В, который работает в течение длительного времени и при нормальном использовании потребляет от источника питания максимум 2 А.

Нам понадобится трансформатор на 12 В 2 А = 24 Вт или более

Здесь вы можете увидеть два возможных стиля трансформатора. Либо подойдет.

Оба рассчитаны на 12 В 48 Вт

Это кремниевый мостовой выпрямитель, рассчитанный на пиковое обратное напряжение 200 В и средний прямой ток 4 А. Это было бы хорошо.

Расчет тепла:

При использовании будет ток 2 А и прямое падение напряжения около 0,9 В на диод (техническое описание) или 1,8 В на обоих диодах.

2A * 1,8 В = 3,6 Вт.

Тепловое сопротивление воздуху (из техпаспорта) составляет 22 градуса Цельсия на ватт, поэтому в упаковке будет 22 * ​​3.6 = на 80 градусов выше температуры окружающей среды. Это слишком тепло, поэтому мы добавим небольшой радиатор или прикрутим выпрямитель к металлическому корпусу.

Обсуждение: Схема, показанная на этой странице, подходит для зарядки автомобильного аккумулятора или работы двигателя постоянного тока.